Deriva Deformata

[giorgio7]

A Luca 71-5, Matthias, ClaudioV grazie per aver finalmente dato il senso giusto ad un 3D su questo forum, dopo una partenza da dimenticare!!!
Ho aperto la discussione perchè un po' insoddisfatto di usare sempre e solo lo spannometro nel giudicare se una deriva appena fatta andava bene o no, e anche del criterio " più rigida è meglio è " perchè, non esistendo una deriva che non fletta, si tratta di stabilire che deformazione massima è accettabile
secondo me. Ho preso una deriva di una M che feci anni fà e l'ho caricata con il 70% del peso del bulbo di progetto 3300 gr. il che corrisponde al carico flettente che si avrebbe per uno sbandamento di 45°. Ecco le foto:


I dati della deriva fotografata sono :
Forma rettangolare 60 x 5 cm spessore costante 8 mm peso 125 gr.
anima in ramino coperta da 2 strati di C da 200 gr/mq
La freccia misurata come da foto 35 mm e cioè il 5,8 % di L

In sostanza cerco dati statistici che mi confortino nel dire che una deriva che presenta in quelle condizioni di carico una freccia del 6% è accettabile.
Matthias l'argomento che hai sollevato è molto interessante, ad un prossimo post , fatti vivo più spesso . Ciao a tutti

[luca71-5]

Grazie giorgio7 e Matthias, meno a Vigada e f...o al suo mostro di oltre 2metri mi porto la motosega e risolviamo la questione una volta per tute , almeno in'auto lo carichi bene dopo .

L'importante sarebbe riuscire tenersi dietro quell'altro mostriciattolo giallo il così detto DRAGONE sdentato che non vede l'ora di riscattarsi , sai come è ha fatto solo 2° nel 2008 hihhihihh

ciao e a presto se ne vedranno delle belle.

[dariogeraci]

Claudio lo so che è una domanda più che complicata da porti.....premettendo che ho una certa dimestichezza nell'uso di Ansys, mi chiedevo come poter simulare i materiali compositi in modo corretto (di solito sono abituato ad utilizzare materiali tradizionali). Hai qualche manuale (tutorial) da passarmi?

[claudio v]

Originalmente inviato da matthias

Bene bene vedo che l'agonismo fra il campione Italiano IACC 120, Luca con Shosholoza e un possibile pretendente 2009, Claudio e la sua Urca, si sta infiammando. A Claudio posso solo dire di costruire una gran bella barca perchè Luca è fortissimo e la sua RSA-09 è una barca molto equilibrata e velocissima.

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Matthias

ciao Mattias,
Purtroppo per ora non sto facendo nessuna AC120 per me e non so se partecipero` per un paio di motivi: il primo e` che purtroppo il tempo per fare tutto non ce l'ho: sono impegnato in altro un po' piu` grosso con cui vorrei esordire all'italiano di settembre sul garda. Il progetto e` ambizioso, il lavoro moltissimo e vedro` a meta` stagione se saro` in grado di arrivarci o no. qa quel punto decidero` se mettermi a punto una barca e venire o no. (ma questo ridurra` molto la mia competitivita`)
Il secondo e` che a me disturba molto fare le riproduzioni scimmiottando le barche vere e questo mi ha fatto passare un po' la voglia di giocare con al AC120. Diciamo che mi disturba la verniciatura ognuno ha le sue... come si suol dire... de gustisbus
Comunque le mie barche (intendo le barche di mio progetto) spero ci siano per la finale della safalero's di quest'anno con dei timonieri validi. Un paio cerchero` di allenarli per bene dalle mie parti...
Spero di portare il progetto e i proto a Verona all'Hobby Model Expo per chi vorra` vederli.

Per non andare oltre OT, vorrei tornare al discorso derive.
Giorgio fa l’esempio del classe M che e` di sicuro piu` critico della IOM e della AC120: deriva molto piu` lunga e molto piu` peso di bulbo creano momenti raddrizzanti molto maggiori. Quindi e` molto piu` difficile “tenerla dritta”. Credo che una deformazione come quella che ha misurato sia “buona”.
Pero` fare una deriva del genere rettangolare mi sembra la soluzione costruttiva piu` critica. A mio parere una deriva rastremata con un po’ piu` di corda alla radice (e quindi piu` spessore dove c’e` il maggiore momento flettente) strutturalmente funzionerebbe meglio con anche qualche vantaggio dal punto di vista idrodinamico.
Rimanendo sulle derive “semplici” di IOM e AC120 credo che il 4-5% rispetto alla lunghezza di deformazione in flessione laterale sia un parametro ragionevole di accettabilitita` per definire una deriva rigida.
Oltre e` gia` un po’ troppo flessuosa per i miei gusti.
Per curiosita`, le vostre ac120 a quanti nodi di vento sono al limite (coricamento di bolina/ingavonamento di poppa con il gioco 1)?
Non ho capito molto l’affermazione che fa Mattias quando dice che la deriva flessibile diventa critica quando il gioco 1 e` oltre il limite.
Ciao

p.s. per Dario Geraci: i calcoli strutturali dei compositi, date le semplici geometriche usiamo, di solito li faccio a mano con dati sperimentali e il pallottoliere... ehmm la calcolatrice.
Le verifiche strutturali, quando ho qualche dubbio, me le fa un amico che usa nastran. Invece il programma Ansys lo utilizza il mio “socio fluidodinamico” che ogni tanto mi fa qualche simulazione (ma solo per la fludodinamica).
Pero` sono tutte licenze private, di un certo costo e un copyright... Se vuoi qualche info puoi guardare sui vari siti.... tipo Computational Fluid Dynamics (CFD) Software & Solutions from ANSYS.
Ora il mio socio e` via per lavoro in posizione internet disastrata al CIRA e sara` di ritorno non prima di meta` febbraio. Quando torna posso provare a giragli qualche domanda se me la mandi alla mail del mio sito Progetto-URCA, Barche a vela R/C da record e Non solo ...
Se hai domande specifiche puoi provare anche a contattare in privato Rivetto che forse lo usa (info dettagliate a proposito dubito comunque che te possa passare qualcuno in rete).
ciao

[matthias]

Ciao Claudio,
spero veramente di incontrarti a Ravenna o dove Luca deciderà di disputare il prossimo italiano IACC120, a me come del resto penso a te, non interessa tanto dimostrare di esser un bravo timoniere, ma dimostrare a me stesso in primis che le mie idee progettuali siano vincenti, e incontrare le migliori barche italiane è per me un'occasione imperdibile.
Le mie IACC , con SV armo 1 vicno a 80dm2, permettono di navigare senza problemi particolari fino a 13 nodi, ma l'angolo di bolina migliore lo ottengo con vento fino a 9 nodi;oltre l' avere l'armo 2 da 60dm2 inizia a dare vantaggi tangibili, per cui, avere una deriva rigidissima che permette maggiore capacità raddrizzante, è abbastanza inutile, poichè passando all'armo 2 la barca torna subito molto meno sbandata. Con venti fino a 8 nodi invece, non ho potuto apprezzare particolari vantaggi nell'avere una deriva molto rigida mentre con venti leggeri una deriva morbida mi ha sempre dato l'impressione di far andar la barca meglio. Continuo a pensare che uno scafo con gli slanci, navighi meglio se allunga bene la LWL e per farlo deve esser sbandata, con poco vento una deriva flessibile permette alla barca di sbandare e alle vele di assumere la posizione in cui scaricano bene. La mia deriva migliore ha una flessione a di circa il 10% della lunghezza, ho avuto derive identiche come forma ma diverse come costruzione che avevano il 20% di flessione e che andavano benissimo uguale. Trovo + importante cercare la rigidezza a torsione quando qualla a flessione è nell'ordine del 15-20% o meglio. Ovviamente in condizioni di raffiche di vento continue e venti al limite dell'armo 1 può darsi che una deriva molto rigida possa dare qualche leggero vantaggio.
Cmq sia come sai, fare prove esatte è difficile, ragiono su l'esperienza che ho utilizzando due derive molto diverse come rigidezza a flessione e sulle prove fatte a Ravenna con Luca.

ciao

Matthias

[dariogeraci]

ragionando a spanne..Claudio, trattando un composito come un materiale isotropo, quali sono le caratteristiche meccaniche che imponi ad un tipico laminato che usi per rivestire una deriva (pelle esterna: tessuto di vetro da 80 g/m2 con orientamento +/-45gradi pelle interna: 2 x tessuto di carbone da 200g/m2 con orientamento 0-90 gradi)?

[claudio v]

Originalmente inviato da dariogeraci

ragionando a spanne..Claudio, trattando un composito come un materiale isotropo, quali sono le caratteristiche meccaniche che imponi ad un tipico laminato che usi per rivestire una deriva (pelle esterna: tessuto di vetro da 80 g/m2 con orientamento +/-45gradi pelle interna: 2 x tessuto di carbone da 200g/m2 con orientamento 0-90 gradi)?

Bella domanda, bisognerebbe chiederlo a chi fa i conti per me... quando ne ha voglia
Scherzo, noi di solito usiamo dati parametrici rispetto a provini di test gia` fatti.
Quindi ragionando a spanne ho fatto un certo numero di pezzi e ho visto che cosi` va bene per ottenere quello che voglio da un certo laminato con una certa anima, con un certo spessore per fare una certa cosa.

L'esempio che fai tu a mio parere va bene sulla deriva della mia IOM che e` un po' spessa (circa 8 mm alla radice), dove voglio la massima rigidezza a flessione ( 2 carbonio a 0-90), dove a torsione lavora al pelle esterna in vetro a +/-45 gradi assieme a un'anima in balsa media e il bulbo non e` eccessivamente allungato (poca inerzia in torsione).
con un bulbo piu` lungo avrrei magari messo un carbone a 0-90, uno a +/-45 e poi il vetro.

Se fai i conti e introduci i parametri della fibra pura di solito sbagli una cifra.

Non so se tu hai esperienza diretta di progettazione su compositi, ma di solito si utilizzano le caratteristiche di modulo elastico etc del materiale base che normalmente in campo aeronautico vengono date dal fornitore, poi si applica un fattore di sicurezza legato al processo e ad una certa "esperienza".
Alcuni cad interfacciabili con sistemi Fem/nastran etc hanno gia` in memoria dei dati standard sulle fibre di carbonio, vetro etc, ma questi dati cambiano da fibra a fibra e non sono affatto tutti uguali.
In piu` i dati della fibra possono essere, almeno per il modulo, utilizzati solo se usi unidirezionali. Se usi tessuti il modulo vero non e` mai quello perche` la fibra non e` mai distesa nel senso del carico, ma segue la trama del tessuto
I tessuti di carbonio che si trovano in giro credo (non ci giurerei perche` me l'hanno detto e non ho mai verificato) che possano essere del T300
Per prodotti nuovi si effettua anche una caratterizzazione del materiale con l'uso di provini secondo standard ASTM e/o dedicati alla tipologia di prodotto.
ho lavorato alcuni anni nel R&D sviluppando non solo i provini ma anche tutte le attrezzature per testarli

Chiaramente in campo modellistico tutte queste cose non sono molto fattibili, quindi , dato che gioco con queste cose da circa 25 anni, abbiamo maturato una piccola banca dati da cui attingere per il dimensionamento di massima. In pratica abbiamo fatto un tot di anni fa dei provini e poi in maniera parametrica abbiamo derivato di volta in volta quel che ci serviva.
Ti faccio un esempio un po’ OT che pero` dovrebbe rendere l’idea.
Quando nel 1988 abbiamo fatto l'ala tutta in composito del primo modello per i mondiali di alianti elettrici F5B, come prima cosa abbiamo realizzato il longherone e costruito un banco prova per testarlo fino a rottura.
Dopo di che, parametrizzando opportunamente i dati di carico e freccia ne abbiamo definito la configurazione finale. A quel punto abbiamo realizzato l'ala prototipo e testato anche quella prima di realizzare tutti gli altri modelli in serie.
Era un’ala che era di 2,6 metri di apertura, circa 20 mm di spessore massimo alla radice e reggeva un modello fino a quasi 3200 grammi con circa 20g di dimensionamento a rottura. Se avesse ceduto in virata al pilone a 150 km/h sarebbe stata una frittata da qualche milione di vecchie lire e quindi era meglio sacrificare qualche pezzo prima di farla volare.

Le barche sono cose molto meno critiche degli alianti e quindi al massimo ti viene fuori una deriva un po’ piu` “molla" del dovuto... Se non la vuoi buttare puoi sempre tentare di salvarla modificando la scassa e laminandoci sopra un’altra pelle con fibre opportunamente orientate per sopperire alle magagne peggiori.
Strutturalmente e` un po’ uno schifo laminare sopra un pezzo gia` polimerizzato, ma tra buttarla e tentare un salvataggio in estremis puo` valerne la pena.

[giorgio7]

Tornando al tema inserisco nuovamente qui lo schema di riferimento scomparso dal primo post per un mio errore


Ricapitolando e se non ho fatto errori questa è la situazione :



Si deve inoltre tener conto che Matthias ha messo in giuoco anche l'armo
usato e l'intensità del vento.
Mi sembra che un lettore non molto esperto abbia di che essere disorientato!
Tentiamo un accordo su valori di riferimento ? Ciao Giorgio7

[dariogeraci]

Nessuna esperienza in materiali copositi...vedevo in te un interessante fonte di informazioni per cominciarne a capire (visto il tuo particolare ambiente di lavoro)! . La mia esperienza si limita a componenti meccanici fatti dei comuni "ferracci"..... A quanto ho capito hai una specie di foglio exel che in base alle tue pregresse esperienze ti permette di ottimizzare la struttura in base alle giometrie....

[luca71-5]

Giorgio , quello che manca nella tabella reassuntiva è lo spessore della deriva

Il mio caso era riferito ad una lama rettangolare di 85mm spessore 5,4mm uo sbalzo di 40cm e una flessione di 3,5cm , ritenuta da me e solo da me accettabile .

L = 40
Sp=5,4
Pb=2,8
F=3,5

Se vuoi una deriva indeformabile devi aumentare lo spessore , in passato ho avuto una lama di 55mm di larghezza profilo e spessore 7,5mm = 13,5% ed era moolto + rigida , ma io ho preferito abbandonarla .

ciao