carco di rottura a trazione dei amteriali modellistici

[fai4602]

Sottolineo quanto ripetuto da Francescob, ossia che al longherone è affidato il compito di resistere principalmente alla flessione mentre al rivestimento è affidato il compito di resistere principalmente alla torsione.

[Il Nero]

Originalmente inviato da paologiusy

Non mi torna la flessione sui longheroni nè il taglio sul rivestimento. Secondo me è il contrario. Per il resto non mi ricordo più nulla per cui posso crederci.

Ciao

FrancescoB è stato molto corretto; quella è la teoria della trave aeronautica in cui si suppone la struttura a parametri concentrati; le solette dei longheroni sopportano appunto la felssione mentre i rivestimenti lavorano soprattuto a taglio per via della torsione; aggiungo che in prima approssimazione si possono effettuare calcoli strutturali supponendo una distribuzione di portanza costante lungo l'apertura alare (che rappresenta una distruzione conservativa) il cui integrale sia pari al MTOW (Maximum Take Off Weight, massimo peso al decollo) o pari al MZFW (Maximum Zero Fuel Weight) nel caso di carburante (batterie) imbarcato sulle ali. La portanza sollecita l'ala (schematizzabile come a parametri concentrati come sopra esposto da altri) generando un taglio ed un momento flettente ed un momento torcente, mentre il momento aerodinamico contribuisce al solo momento torcente (ci sono poi vari contributi come momenti dovuti a carichi concentrati come motori, montanti alari...); noti gli andamenti dele carateristiche di sollecitazione si può fare un primo dimensionamento degli elementi a parametri concentrati come area delle solette dei longheroni (avendo definito un cassone alare), spessore dell'anima, area dei correntini, spessore dei rivestimenti; tutto questo ovviamente avendo considerato la sezione maggiormente sollecitata e sapendo i carichi di rottura dei materiali adottati (dopo aver definito un criterio di rottura, carico limite, carico ultimo...); ovviamente sono d'accordo sul fatto che non essendo certificati i materiali usati nel modellismo sarebbero tutti calcoli inutili; più utile inceve è lo studio del comportamento areodinamico e della stabilità (mecccanica del volo) dei nostri modelli, visto che almeno li c'è un mnimo di approssimazione raggiungibile.
Buone feste,
Stefano

[MVR]

Quoto praticamente tutto.
Ma più che di strutture a sforzi concentrati mi sembra più corretto parlare di alta specializzazione degli elementi strutturali.
In pratica è la teoria dei semigusci.
Si assume che i correnti lavorino ad azione assiale, i pannelli siano soggetti a flussi di taglio.
Le centine sono degli elementi infinitamente rigido nel loro piano e infinitamente deformabili all’infuori di esso. Quelle ordinarie hanno il compito di introdurre i carichi nella struttura sotto forma di variazione di flussi di taglio nei pannelli oltre a ridurre la lunghezza di libera inflessione dei correnti che data la loro piccola sezione si instabilizzano facilmente se caricati a compressione.
Quelle dette di forza hanno il compito di introdurre carichi concentrati come ad esempio un motore posizionato sotto l’ala.
In ogni caso si tratta sempre di approssimazioni che permettono di arrivare ad un dimensionamento strutturale di massima preferibilmente per eccesso.
Infatti è ben intuibile che anche i pannelli collaborano a trazione e compressione in un ala.
Così come in un longherone classico a doppia T l’anima non è soggetta a solo flusso di taglio (che non è neanche costante in realtà) ma anche a sforzi se pur piccoli di compressione e trazione.
Inoltre un longherone a doppia T non ha resistenza nulla a torsione, ma è talmente bassa rispetto alla resistenza di una sezione chiusa come quella di un profilo alare che la si trascura….
Si fanno tantissime approssimazioni all’inizio del calcolo strutturale di un velivolo!
Si pensi che una qualsiasi struttura, ad esempio l’ala oltre che ai carichi aerodinamici deve sopportare il proprio peso ovviamente. Ora come si fa a conoscere il peso e la distribuzione di materiale strutturale se ancora non si conosce come è fatta la struttura stessa?<_<
Semplice si ipotizza una certa distribuzione di peso strutturale in base all’esperienza di velivoli di caratteristiche simili già esistenti.
Una volta ottenuto il primo dimensionamento si andrà ad affinare il risultato con un secondo, un terzo e così via…
E’ un classico problema ingegneristico in cui i dati di partenza influenzano la soluzione…
Anche gli stessi carichi aerodinamici vengono approssimati, come ad esempio una distribuzione della portanza triangolare in corda…
Applicare tutto questo al dimensionamento di un aeromodello è quantomeno problematico…
Andum a vulà clè mei!!!
Ciao!

[francescob]

No è giusto...ho scritto bene....
La flessione si scarica sulla struttura come carichi assiali di compressione e trazione.
Il taglio si scarica come sforzi di taglio ovviamente e la stessa cosa la fa la torsione.

Nelle strutture aeronautiche, dette "trave aeronautica", si fanno una serie di approssimazioni...
-le sollecitazioni dovute a flessione, che agisce sul longherone è facilmente calcolabile....è questione di 5 minuti.
-Se la struttura resistente a torsione è quella formata dal solo rivestimento ,o dal solo Dbox, il calcolo è facile (I,II formula di Bredt-circa 5 minuti); se la struttura è fatta da due o più cassoni il calcolo si complica e poi ci sono delle accortezze da dover utilizzare)
-Il calcolo al taglio è lunghetto, sopratutto se le strutture sono formate da più cassoni, anche perchè poi dobbiamo determinare la sollecitazione aggiuntiva dovuta al fatto che in aeromodellismo il più delle volte la forza è applicata non nel centro di taglio e quindi il taglio stesso sollecita la struttura con un momento torcente aggiuntivo a quello aerodinamico.

Io di solito dimensiono i longheroni e controllo la resistenza a torsione pura.
Il taglio lo trascuro.
I punti di interesse sono: Cl max e fattore di carico max per i longheroni.
Vmax per la torsione alare per evitare o quantomeno ritardare il flutter (che però è un problema dinamico e non statico)
Poi sovradimensiono la struttura correggendo i risultati con un fattore di sicurezza 1.2/1.5 ;più l'aereo è spinto in prestazioni e più salgo....
Il fattore di sicurezza è dovuto al fatto che i coefficienti E e G per i materiali aeromodellistici sono non sempre precisi,inoltre con i risultati calcolati con il modello idealizzato che ho detto prima, gli sforzi alla radice sono leggermente più elevati, perchè questi sono dovuti ai vincoli.
Certo che se avessi dei fornitori seri come le grandi industrie aerospaziali, avrei dei materiali certificati e quindi con caratteristiche note e certificate...considerate che con tutto questo, le normative aeronautiche prevedono anche esse un fattore di sicurezza di 1.5

E con tutto me la cavicchio anche bene a costruire leggero....
Resistente e robusto si....troppo sovradimensionato no....

Ciao
Francesco

[MVR]

La flessione è una deformazione conseguente ad un carico applicato, sia esso concentrato o distribuito.
Pertanto formalmente non si può parlare di deformazione che si scarica su una struttura…
Al massimo è una struttura caricata che si deforma, si flette ad esempio.
Formalità a parte, le approssimazioni che si fanno sono solo iniziali per fortuna…
Altrimenti si avrebbe una struttura che è sovradimensionata o sottodimensionata a seconda delle approssimazioni che si sono fatte…E quindi si avrebbe o una più pesante di quello che serve o di contro una che non è in grado di assolvere il suo compito.
Lo scopo di un dimensionamento aeronautico è quello di far lavorare il materiale della struttura alle sue massime capacità.
Per quanto riguarda le condizioni dimensionanti si deve andare ad analizzare l’intera vita del velivolo: dalla costruzione alla messa fuori sevizio.
Esistono condizioni dimensionanti per parti del velivolo che non necessariamente riguardano il volo.
Si pensi a quando il velivolo deve essere issato per manutenzione…In questo caso tutto il peso deve essere scaricato sui punti di sollevamento e non sull’ala nella sua interezza…

Non si può dimensionare l’intera struttura alare a flessione solo tenendo conto di una manovra simmetrica di richiamata alla massima velocità e al massimo coefficiente di contingenza…
Pur essendo una condizione notevole (vertice alto a destra del diagramma n-V)non è la sola.
Si pensi ad una manovra di richiamata concomitante ad una di alettoni…
Almeno così mi hanno insegnato nel corso di costruzioni aeronautiche II.
Se fosse tutto rapido semplice e veloce l’A 380 l’avrebbero realizzato nel giro di pochi mesi…
Poi in un aeromodello va bene tutto, male che vada non c’è sopra nessuno!…
Ciao ciao!

[DoC]

Originalmente inviato da MVR

Stesso discorso vale per il legno che come diceva il mio prof di tecnologie delle costruzioni aerospaziali è un composito naturale...

Occhio per il legno... non ho messo a caso anisotropo... le fibre spesso e volntieri sono tutto meno che belle stese... ed assi di simmetria proprio non se ne trovano...


Ma quanti ingegneri.... .... Favonio, sei in minoranza, ci vuole qualche architetto...

[gmo78]

Non voglio aggiungere nulla tranne il fatto che non è vero che il rivestimento non resista a flessione. Si pensi alle ali dei piccoli alianti che non hanno il longherone.
Io credo che non sia facile lo studio delle sollecitazioni su un'ala, l'unica cosa che si può studiare in maniera semplicistica con buoni risultati è il longherone.

[Entropia]

Credo che la separazione netta dei "compiti" sia stata molto marcata nei velivoli di 40 anni fa. Ora si tende a fare strutture più integrate, per esempio nel calcolo dell'instabilità si tiene conto della collaborazione del pannello, indispensabile. Quindi la teoria elementare (quella del cassone alare insomma) è purtroppo solo una prima approssimazione, molto grossolana...

[favonio]

Originalmente inviato da gmo78

Non voglio aggiungere nulla tranne il fatto che non è vero che il rivestimento non resista a flessione. Si pensi alle ali dei piccoli alianti che non hanno il longherone.
Io credo che non sia facile lo studio delle sollecitazioni su un'ala, l'unica cosa che si può studiare in maniera semplicistica con buoni risultati è il longherone.

Certo che il rivestimento non lavora a flessione.
Ma credo che ci sia un grosso equivoco in quanto dobbiamo vedere l'ala come un sistema dove sul rivestimento si scaricano di gli sforzi di trazione e compressione della sezione flessa.
Un grosso problema è invece la coerenza della sezione, ovvero se il rivestimento si stacca dall'anima, inutile andare a calcolare la trazione nel rivestimento o nel longherone. Molto più importante è vedere cosa succede nella zona compressa.
Quando si rompe l'ala di un modello è sempre nella zona compressa.

@Doc. Che vuoi fare....si vede che gli architetti stanno tutti a fare strade....o si nascondono per paura di dire c....e.

[DoC]

Ovviamente si scherza... massimo rispetto per gli architetti... se fosse per i geometri e gli ingegneri le case e gli edifici sarebbero dei cubi o al più dei parallelepipedi.... certo è che che poi le grane di progettare strutture astruse o impiantistica incasinata se la sorbiscono gli ingegneri...