Costruzioni

[mucchino]

Originalmente inviato da Evovin

Ti seguo con stima!

Ti ringrazio perchè questo genere di messaggi mi caricano e mi sollevano da certi momenti che passo nel dubbio.
Questa costruzione non è semplice, ed è facile perdersi per strada.

In questi giorni stavo appunto meditando se pubblicare un aggiornamento su questo progetto, avevo scritto un post parecchio lungo ma che non conteneva grosse novità.
Ad ogni modo, questo post che ho conservato, contiene una descrizione delle esperienze che ho fatto in questi ultimi mesi, esperienze lavorative che hanno cambiato abbastanza il mio grado di conoscenza e abilità nel lavorare.

Ora lo pubblico, magari non vi interesserà terribilmente il contenuto, ma io devo proprio pubblicarlo, il motivo lo spiegherò nel post stesso.

Evovin, con il tuo messaggio mi hai dato l' imput.

[mucchino]

Eccomi qua con alcune novità, o meglio: io le chiamo novità, ma in realtà riguardano ripensamenti e prove svolte una seconda volta.
Questo post sarà estremo per lunghezza, potreste avere la sensazione che finisce nel nulla.
Comunque....
In questi mesi ho ricondotto alcuni test, molti studi e ho fatto un sacco di pratica.
La pratica ho avuto occasione di farla sia per lavoro che per sperimentazione personale.
Parto subito dalle esperienze lavorative, ve le racconto perchè in ogni singolo istante di quei momenti di lavoro apparivano nella mia mente infernale buone idee per la costruzione dell' aeroplano.

Nell' estate del 2014 ho prodotto per lavoro una serie di telaietti in tubino cavo di acciaio, roba abbastanza fine, saldata al TIG. Sono una serie di telaietti che non devono reggere nulla se non qualche kg a qualche centimetro da terra. Vedete una foto sotto.
Costruendo queste strutture, che sono venute molto bene, ho compreso alcune cose nell' ordine di esecuzione delle saldature nei tubi tondi e soggetti a deformazione. Ho lavorato direttamente con il materiale che dovrò utilizzare per l' aeroplano, riuscendo quindi a raggiungere una buona abilità nella saldatura senza apportare eccessivo calore al metallo.
Questo lavoro, fortunatamente mi ha permesso di lavorare con il materiale che dovrò utilizzare per la struttura dell' aeroplano senza rimetterci dei soldi in prove.
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Per una situazione "semilavorativa" veramente MOLTO particolare, ho prodotto un paio di strutture in S235 soggette a carico statico.
Queste strutture sono state un grande esperimento che ho voluto realizzare personalmente ed esclusivamente per verificare la validità dei calcoli di progetto.
Ho lavorato solo ed esclusivamente per passione personale e per la comprensione di alcune questioni della statica e della dinamica, rendendo nota questa cosa alle persone coinvolte nella faccenda.
Questa situazione, che io ritengo sia stata "l' occasione" imperdibile, mi ha permesso di realizzare due telai a struttura labile (e ripeto !LABILE! in grosso e di non facile realizzazione per complessità di forma) che mi ha consentito di verificare con prove statiche la validità dei calcoli progettuali!!
Ho potuto verificare la validità dei conti svolti per il dimensionamento degli elementi soggetti a carico di punta, sollecitazione terribilmente insidiosa, ma tutto con buon esito del collaudo statico.
Le strutture che ho realizzato sono state pensate per essere realizzate con il minimo del materiale necessario alla resistenza sotto carico statico, ossia: in fase progettuale ho applicato i coefficienti di sicurezza minimi consigliati per il caso in questione. Ho dimensionato gli elementi soggetti a carico di punta con parametri di snellezza piuttosto elevati. In sostanza ho utilizzato la situazione per sperimentare e toccare con mano i problemi che si affrontano sui libri, ma che se non verificati nella realtà non si comprendono a fondo, almeno: io non li comprendevo a fondo.
Ora non impauritevi perchè ciò che ho realizzato non costituisce pericolo. Le strutture sono assolutamente salde se utilizzate con i carichi previsti.
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Altra situazione lavorativa: mi sono proposto per la realizzazione di un prototipo di telaio molto semplice ma in alluminio saldato al TIG. Questo telaio è sostanzialmente una panca chiudibile con un unico movimento, con un peso contenutissimo per le sue dimensioni, resistente all' acqua e alle intemperie, non necessità di vernice, è costituito da parti meccaniche di movimento che non hanno usura rilevante, si apre e resta aperta per gravità e geometria, una volta chiuso è spesso qualche centimetro ecc...
Il carico che deve portare è nell' ordine dei 10 kg posti a 40 cm da terra ed è quindi trascurabile considerando la geometria e la sezione di cui è composta la struttura.
La realizzazione di questo prototipo mi ha divertito, ho capito altre cose sull' alluminio e il prototipo è funzionante e utilizzato ogni giorno dal cliente. Sono in attesa per una produzione di una piccola serie.
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Altra situazione: realizzazione di strutture metalliche di natura decorativa natalizia.
Assieme ad un mio collega ho realizzato delle strutture metalliche puntate in opera di dimensioni rilevanti, 3 metri in altezza e 1,3 metri in larghezza.
Queste strutture non hanno apportato nessun contributo al piano di idee per la realizzazione dell' aeroplano, ma mi sono divertito parecchio a farle.
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Per una infinitesima collaborazione con un gruppo di persone e sempre in ambito lavorativo, ho dovuto eseguire una verifica matematica di funzionalità ed efficienza di un prototipo di carrello appena abbozzato. I conti che ho svolto sono molto semplici per un ingegnere, ma non lo è stato per me, perchè ho dovuto capire dal fondo alcune questioni, verificare delle condizioni impostate da altri e dimostrare il funzionamento/non funzionamento dei ragionamenti, ho dovuto produrre una serie di schizzi eseguiti a mano in perfetto stile project(?), (cosa di cui sono veramente capace e me ne vanto), leggere gli scritti dei progetti degli altri ecc...
Ad ogni modo questi conti, verifiche e schizzi project che ho eseguito le ho poi sottoposte a una persona di mia conoscenza che mi ha aiutato tantissimo con la matematica nell' anno 2008, la quale ha confermato la validità dei miei ragionamenti e calcoli. Si chiama Ileana, ed un insegnante di fisica e matematica. Lei mi ha fatto capire l' importanza di quelle due materie.
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Poi c' è la mia scala per salire sul tetto del mio super laboratorio. Nei precedenti post ho tentato di incuriosirvi lasciando intendere che questa scala sarebbe stata utilizzata per salire sul mio futuro aeroplano!!! Non ci sono riuscito però...
In realtà è solo una scala di servizio per ispezionare il tetto facilmente, rimuovere le foglie dalle grondaie ecc...
In ogni caso, questa scala è stata un opera tosta, perchè l' ho realizzata interamente a mano. All' epoca non avevo una segatrice, tutti i tagli (angolati e non) li ho realizzati con un flessibile dopo aver tracciato tutti i pezzi con squadra, goniometro, riga ecc...
Questa realizzazione è stata una vera opera di carpenteria metallica ben riuscita.
La scala è interamente smontabile. I gradini tengono insieme le travi portanti laterali.
Le pedate sono realizzate con delle tavole di larice naturale a vista. La verniciatura è stata fatta da mia madre a pennello, che però non si è divertita molto e non ha finito interamente...
Il costo del materiale compreso il trasporto è stato di 260 €. Devo ancora mettere le traverse di legno nella ringhiera e nel parapetto in cima alla scala, prevedo di arrivare a un massimo di 300 €. Se avessi fatto realizzare questa scala ad una ditta avrei dovuto pagare la manodopera della realizzazione e il montaggio, non sarebbero stati bruscolini...


Ad ogni modo, come vi dicevo, questi lavori mi hanno ispirato immensamente per la costruzione dell' aereo.
La mia decisione finale è che il telaio sarà in acciaio, anche se devo dire che in questi ultimi giorni ho fatto progressi enormi nella saldatura e lavorazione dell' alluminio.
Ci sono alcune cose su cui non riesco proprio a decidermi, ed è per questo che ho deciso di lasciar perdere i ragionamenti e procedere con l' acciaio.
-L' alluminio si salda bene con il TIG, è leggero, è facile da tagliare e limare. Ma l' enorme problema è che occorrerebbe utilizzare sezioni maggiori, ma comunque abbastanza piccole da incappare nel terribilissimo problema della ZONA TERMICAMENTE ALTERATA. Il problema sarebbe risolvibile con un trattamento termico a telaio realizzato, cosa che dovrei far fare ad una azienda per forza. I risultati non posso prevederli per mancanza di esperienza in una cosa del genere. Quello che potrei fare per capire sarebbe questo:
realizzare due giunti a L e metterne uno nel forno di casa, sottoporre a momento flettente i due giunti su un banco di prova e misurare.
In questa maniera potrei ottenere risultati
Soluzione ulteriormente alternativa: telaio in alluminio rivettato....schifo schifo schifo...tante piastrine, tanti fori, rottura di scatole...
-L' acciaio si lavora perfettamente, rimane abbastanza elastico dopo la saldatura ecc...
Unica pecca: è pesante e mi costringe a lavorare su piccole sezioni.

Comunque: acciaio e STOP. Almeno per questo primo aereo....

La decisione finale l' ho presa.

[alaschock]

Ciao Mucchino,seguo dall'inizio i tuoi lavori,e' ho imparato a costruirmi tavoli ringhiere scale e tanto altro ancora grazie a te,ma non e' questo il punto,ti volevo chiedere ho 50 anni e non so quanti ancora ne posso fare,mi piacerebbe che una volta che sono nell'aldila' siccome qui ho sempre pensieri per la testa starmene un po rilassato con la mente e' non dover pensare per sempre chissa' se Mucchino a poi finito sto c...o di aereo,levami una curiosita'......ci stai prendendo in giro?

[mattiamagno]

capisco che con l'alluminio avresti sezioni maggiori.... ma il peso che risparmieresti sarebbe comunque molto... secondo me anche se vai incontro a più difficoltà poi ottieni risultati decisamente migliori!!

[Evovin]

Anche ci mettessi dieci anni ti seguirei curioso, anche a me piacerebbe costruirmi il mio aereo,diversi lo fanno ancora ed avrei anche lo spazio... a 1400 km da casa mia purtroppo... quindi spero di imparare qualcosa da te ;-)

[mucchino]

AHAHAHHH

per alashock: assolutamente no, il mio intento è serio. Lo so che forse sembro un pazzo, o un semo... il mio cervello lavora al doppio ora, ma gli ci vuole il tempo per ingranare.
Poi davvero, ho dovuto documentarmi e imparare, comprare alcune cose senza le quali non avrei potuto fare nulla.
L' aeroplano salterà fuori nel giro di un anno, e sarà grande quanto il tuo, vedrai.... abbi pazienza che ne varrà la pena...


per mattiamagno: l' alluminio l' ho escluso per la fusoliera. Ho preso questa decisione perchè altrimenti potrei inabissarmi nel casino nuovamente
L' acciaio garantisce una resistenza certa subito dopo aver saldato, l' alluminio è una brutta bestia.

Devo produrre qualcosa di tangibile entro poco, un prototipo di telaio per fare alcuni test, devo assolutamente mettere in moto le mani. Purtroppo non sono come alashock, lui lavora bene e istintivamente, io non ho quella qualità. Lui, ad esempio, non avrebbe detto "devo produrre un prototipo di telai per fare delle prove", lui lo fa e vola, fine della bazza.
Però sono certo che riuscirò, perchè vedo che quello che dico si avvera, anche se lentamente.

[lalapa]

Tempo tempo, quanto ce ne vuole... Vi seguo eh anche dall aldilà al limite

[mucchino]

Guardate un pò qui....

https://www.youtube.com/watch?v=5HGq-NlEJgg

al minuto 0:11 si vede bene la questione

il pilota era il bimbo (1:47) ovviamente

[mucchino]

Ecco finalmente qualcosa di serio: Savage Bobber RC | © Zlin Aviation

[mucchino]

Rieccomi con alcune cose.

Vi ricordate di quando vi dicevo che avevo deciso di realizzate il telaio della fusoliera in acciaio perchè l' alluminio dava problemi di ZTA (zona termicamente alterata)???

Bene: mi sono procurato una lega 7020 e il suo materiale di apporto. Sotto vedete i dati del materiale. Potete intuire che il costo di questa lega non è basso.

Ho condotto alcuni test che riguardano la saldabilità e la resistenza a flessione.

Documentandomi su alcuni siti son venuto a sapere che questo materiale, che fa parte delle leghe denominate Ergal, invecchia naturalmente recuperando quasi totalmente le proprietà meccaniche dopo aver subito uno stress termico provocato da una saldatura.

Il tubo che ho a disposizione è un diametro 20mm per 2mm di spessore.

Per prima cosa, disponendo di 40 kg di pesi in laboratorio, ho tagliato un pezzo di verga lungo il giusto per sollecitare il materiale al limite del campo elastico impiegando circa 25 kg di carico.

Ho allestito un banco prova bello rigido per svolgere la prova di flessione.
Ho posizionato una battuta di riscontro qualche cm più avanti rispetto al punto di applicazione del carico, in maniera tale da riscontrare una freccia permanente al superamento del carico massimo in campo elastico.
Il lavoro è stato applicare e rimuovere un carico crescente e verificare il ritorno a battuta del trave.
Ho riscontrato che il materiale supera il limite elastico se sollecitato intorno ai 2800 kgf/cm². La freccia permanente raggiunta è >0mm e <0,5mm.
Aumentando il carico e rimuovendolo, il trave ha raggiunto una freccia permanente di 0,8mm nel punto della battuta. La sollecitazione raggiunta è stata di 3370 kgf/cm².
Per riscontrare le frecce nella zona del ritorno a battuta mi sono servito di due lamine impiegate come spessimetri, una da 0,5 mm e una da 0,8mm.
Non ho applicato ulteriore carico per non prendermi più di 24 kg sui piedi, visto che il limite di rottura era previsto intorno ai 3600 kgf/cm², corrispondente a circa 26 kg di carico nel mio sistema di leva.

Ora, cosa molto importante: questo procedimento non mi è servito a misurare niente, è solo servito a verificare sperimentalmente la corrispondenza delle caratteristiche del materiale stesso con le specifiche tecniche scritte sulla carta.

Ieri e oggi ho effettuato alcune prove di saldabilità con la sua lega di apporto, verificando che il materiale si salda perfettamente con gli stessi parametri e metodi impiegati nelle altre leghe di alluminio.

Ora viene la questione.

Ho preparato due provini composti da due tubi giuntati a T.
Ho rifatto la prova di flessione su una delle due T riscontrando che, dopo la saldatura, la resistenza al limite dell' elasticità è scesa da 2800 kgf/cm² a circa 1000 kgf/cm².
Il periodo di invecchiamento naturale per questa lega varia da 30 a 45 giorni di riposo a temperatura ambiente. Passato questo lasso di tempo, il materiale dovrebbe aver riacquistato il 75%-85%(?) delle sue proprietà meccaniche iniziali.
Tra 30 giorni ripeterò la prova di flessione, mi aspetto una soglia elastica di circa 2000 kgf/cm², ossia il doppio delle proprietà di resistenza che possiede ora.

Staremo a vedere.

Se otterrò i risultati sperati, il telaio della fusoliera lo realizzerò con questa lega, il costo non è elevatissimo.


Ora però devo darmi ancora un pò da fare con le saldature, perchè su del 20 mm di diametro è difficile girarci intorno in modo pulito. Devo anche procurarmi alcune componenti per la torcia che vi descriverò e che sicuramente miglioreranno il risultato

Aggiornerò tra 30 giorni.