Przekładki międzydźwigarowe

[Adam B.]

0,7kg

[meloow]

Dzięki Adam!

 

no to jest spora róznica :shock:

[Ładziak]

Fajny eksperyment - widać wszystko jak na dłoni. Szkoda, że na wykresach nie pokazałeś - jak ktoś prosił - naprężeń tnących, bo to one demolują te dźwigary. W pierwszym przypadku rozjeżdżają się słoje, w drugim puścił klej, który też najsłabiej pracuje na ścinanie - to też może być jakaś wskazówka przy budowie dźwigarów.

[darek.3333]

Bardzo fajny eksperyment , nie pozostawia żadnych niedomówień - prawie 3-krotna różnica w wytrzymałości. Dzięki za filmik i włożoną pracę. :wink:

 

Darek

[instruktor]

Wszystko ładnie ale jak zwykle mam wątpilwości czy w modelu będzie" się działo " tak samo .Przede wszystkim na filmie dzwigar jest jednym końcem zamocowany na sztywno czego nie spotyka się w modelu.Bedzie nieco inny rozkład napręzeń, ale to zostawiam kolegom którzy potrafią to udowodnić. Poza tym świetna "lekcja "pogladowa dla wszystkich którzy mieli wątpliwosci odnośnie przekładek słojami pionowo.

[rapier]

Dokladnie..Experyment swietny i doskonale pokazuje w czym rzecz, ale tutaj mamy belke wspornikowa z sila przylozona na koncu.W naszym wypadku nalezaloby rozpatrywac belke wspornikowa z obciazeniem ciaglym.

No ale skoro 2kg to bylo, to znaczy ze dzwigar naprawde zniesie duuzo wiecej przy obciazeniu ciaglym.

Rozumie ze powodem takiego obciazenia na filmie bylo pokazanie samej roznicy a nie odwzorowanie wlasciwych warunkow pracy dzwigara , no i latwiejsze przeprowadzenie experymentu

[Czaro]

Wszystko ładnie ale jak zwykle mam wątpilwości czy w modelu będzie" się działo " tak samo .Przede wszystkim na filmie dzwigar jest jednym końcem zamocowany na sztywno czego nie spotyka się w modelu.

Może się dziać. Jeśli w modelu mamy przesztywniony bagnet i przesztywnioną skrzynkę bagnetową sytuacja będzie identyczna jak na obrazku

[Slawek_9000]

eksperyment efektowny, ale nie wyjaśnia wszystkiego, przynajmniej filmik. Może na żywo dało się więcej zaobserwować.

 

1. obciążenie wspornikiem na końcu a nie obciążeniem ciągłym nie stanowi wg mnie dużego odstępstwa od warunków bojowych, ale:

 

2. Nie jest dla mnie do końca jasne, czy podłużne pęknięcie środnika to przyczyna, czy skutek zniszczenia belki. Wydaje mi się, że zniszczenie nastąpiło w obszarze zamocowania, a pęknięcie środnika jest efektem wtórnym

 

3. Zamocowanie wspornika wprowadza IMHO zbyt duże naprężenia- powinno być wycieniowane, i na dłuższym odcinku. Naprężenia w środniku przy zamocowaniu są b. duże, co nie ma miejsca w warunkach realnych bo dźwigary dość płynnie się konstruuje

 

4. Aby badanie było rzetelne, powinno się zabezpieczyć belkę przed zwichrzeniem (utratą płaskiej postaci zginania), tutaj tego nie ma. W przypadku wystąpienia zwichrzenia, wyniki mogą się różnić bardzo i niekoniecznie we właściwą stronę, bo zwichrzenie ma charakter statystyczny, i dla jednej belki wystąpi przy sile 1, a dla innej przy sile 2,5 - o ile 1 będzie wartością siły krytycznej.

 

5. W rzeczywistości, środnik jest usztywniony poprzecznie żeberkami, co znacząco zmienia jego pracę. W ogóle można uznać, że w balsowym skrzydle zarówno dźwigar, jak i środnik ulegną zniszczeniu wskutek przekroczenia naprężeń, a nie zwichrzenia.

 

Wg mnie, w podanym eksperymencie środnik uległ zwichrzeniu przy podporze, a potem pękł w przypadkowym miejscu wzdłuż (pęknięcie nie nastąpiło wcale w obszarze największych naprężeń- porównajcie z mapą naprężeń wg obliczeń), co nie udowadnia że środnik z pionowymi słojami jest lepszy.

Tzn możliwe że środnik z pionowymi słojami jest lepszy, ale to wprost z tego eksperymentu nie wynika, przynajmniej nie w tak oczywisty sposób jak pomiar siły na końcu wspornika.

pzdr

[Czaro]

2. Przyczyna

3. Patrz co wyżej napisałem.

4. Powinno, ale być nie musiało. Utrata stateczności nie wystąpiła, więc zabezpieczenia nie zmieniłoby nic.

5. Żeberka nie zmieniają znacząco sytuacji.

 

Wg mnie, w podanym eksperymencie środnik uległ zwichrzeniu przy podporze, a potem pękł w przypadkowym miejscu wzdłuż (pęknięcie nie nastąpiło wcale w obszarze największych naprężeń- porównajcie z mapą naprężeń wg obliczeń)

Nie uległ zwichrzeniu, bo tego nie widać. Mapa naprężeń na symulacji MES pokazuje naprężenia zredukowane. Na filmie balsa pękła w miejscu największych naprężeń ścinających. Stąd rozbieżność miejsca złamania.

 

 

Czy kiedykolwiek w temacie osiągniemy stan nasycony? Najpierw był wykład z teorii. Większość osób stwierdziła, że mało. Były symulacje MES. Mało. Teraz eksperyment. I nadal mało. Jak długo można jeszcze udowadniać oczywistą oczywistość, że nie jest się wielbłądem?

[darek.3333]

. Jak długo można jeszcze udowadniać oczywistą oczywistość, że nie jest się wielbłądem?

 

Dla mnie eksperyment jest jednoznaczny. Wiadomo , że układ belki jest pewnym uproszczeniem ale nie odbiega zbytnio od rzeczywistości. Nie bardzo rozumiem jak płynne mogą być dźwigary? Mniej lub bardziej sztywno są umocowane przy kadłubie co badana belka bardzo dobrze odzwierciedla. A że nie jest obciążenie ciągłe tylko skupione to raczej miałoby wpływ na wartość siły niszczącej a nie na ogólną zasadę. Przekładki powinny mieć słoje pionowe. To jest oczywiste jak się zastanowimy nad modelem naprężeń tnących w przekładce a eksperyment tylko to potwierdza.

 

Darek

[Slawek_9000]

do Czaro:

temat nie jest jednoznacznie wyjaśniony

1. Wojtek nie przeprowadził obliczeń dla słoi wzdłuż/ poprzek, a tylko wzdłuż. Jego obliczenia dotyczyły czego innego - wpływu otworowania środnika, ale dla jednego typu układu słojów

 

2. zamocowanie dźwigarka jest IMHO nieprawidłowe, bo wprowadza za dużą koncentrację naprężeń. Dla stali się przyjmuje że pełne zamocowanie by było, jeśli długość podpory (w tym przypadku długość tych listewek mocujących) będzie 1,5x wysokość przekroju, dla drewna powinno być tak - wg mnie- 5x wysokość przekroju, bo drewno ma dużo mniejszą sztywność w poprzek niż wzdłuż, i takie zamocowanie jak jest powoduje zgniatanie włókien na krawędzi podpory, co zmienia zupełnie warunki zadania.

 

3. W pierwszej beleczce, najpierw zniszczeniu uległ środnik przy podporze, a to pęknięcie wzdłuż było spowodowane wtórnym przemieszczeniem beleczki.

 

4. przy takich proporcjach jak na filmiku (rozpiętość do wysokości ok.15) beleczka jest całkowicie NIE zabezpieczona przed zwichrzeniem, i zniszczenie następuje wg zupełnie innych schematów (wyraznie widać, jak w 2 belce ulega pofalowaniu środnik nad podporą przed zniszczeniem).

[Callab]

Termin przedstawienia bardziej dokładnego opisu przesuwam jeszcze o jeden lub dwa dni - brak czasu. Tak na szybko:

 

Dźwigary nie miały zbyt dużej możliwości zwichrzenia się. Z lewej strony solidne utwierdzenie (przyklejone klocki zostały przybite do deski gwoździami przechodzącymi przez wywiercone w nich otwory), a z prawej strony listwa pionowa przytrzymywała swobodny koniec przy ścianie (desce, na której był zamocowany dźwigar)

 

W pierwszej beleczce, najpierw zniszczeniu uległ środnik przy podporze,

 

Czyli tam, gdzie moje obliczenia wykazały maksymalną koncentrację naprężeń zredukowanych. Dodatkowo wystąpiło podłużne pęknięcie przez całą długość dźwigara - zobaczcie jak wybacza się środnik na prawym końcu.

 

Wzmocnienia żeberkami niewiele zmienią. Usztywnią, owszem, ale nie zmienią charakteru przenoszonych obciążeń przez dźwigar.

 

Nie potrafię zasymulować propagacji pęknięcia. Obawiam się, że dla tak niejednorodnego materiału jakim jest balsa trudno będzie wykonać model odworowujący na tyle dokładnie jego strukturę, żeby wyniki pokryły się w 100% z eksperymentem.

 

Oczywiście nie mam zamiaru udowadniać, że nie jestem wielbłądem - w sumie to mogę nim być ;-) - i jak ktoś ma ochotę obalić tezy:

 

1. Wycinanie otworów w środniku niepotrzebnie wprowadza koncentracje naprężeń

2. Dźwigar ze słojami środnika ułożonymi w poprzek jest sztywniejszy i bardziej wytrzymały od takiego ze słojami wzdłuż

 

to nie widzę przeszkód. Zapraszam do podjęcia własnych badań. W sumie to fajna zabawa :-)

[Slawek_9000]

powiem Ci, jaka jest moja teoria

 

1. Dla dźwigarów wykonanych z tego samego materiału (balsa pasy, balsa dźwigary) przy zachowaniu proporcji grubości pasów do środników występujących w praktyce, nie ma możliwości zniszczenia dźwigara przez zniszczenie środnika. Dla takich dźwigarków, danie środnika słojami wzdłuż nieco wzmocni belkę (tzn. około 10-15%), bo środnik przejmie część naprężeń od zginania. Tak się konstruje belki pełnościenne (dźwigary klejone),a nawet belki zespolone deskowe (w których środnik daje się pod kątem 30-45 do osi pasa, ale nigdy prostopadle).

Ale - uwaga - dla bardzo cienkiego środnika zniszczenie będzie miało taki charakter, jak w punkcie 2.

 

2. Dla pasów zrobionych z materiału dużo wytrzymalszego niż środnik, włókna środnika powinny być ułożone prostopadle bądź pod kątem 45st, bo środnik ułożony wzdłuż ulegnie zmiażdzeniu. Ale, ułożenie 90st jest pewnym kompromisem, bo :

 

3. Należy wydzielić dwie zupełnie różne sytuacje- dla belek zginanych dużym momentem i obciążonych małą siłą tnącą (taki przypadek zachodzi na filmiku) środnik pracuje głównie na siły rozwarstwiające wzdłuż osi pasów, ale dla belek zginanych małym momentem a ścinanych dużą siłą (gdyby na filmiku siłę zaczepić jakieś 5cm od podpory) środnik ulegnie zniszczeniu wskutek ścinania siłą poprzeczną, i dla takiego schematu obciążenia belka 2 wytrzyma mniej niż 1. (bo nastąpi rozwarstwienie przy podporze).

W przypadku modelu, zgadzam się jednak że występują obciążenia bliższe schematowi 1, chociaż siły tnące są trochę większe bo dochodzi składowa od skręcania kesonu.

 

4. Jeśli środnik pracuje w układzie z kesonem, to logiczne by było żeby miał taki sam układ słojów jak keson. Jeszcze nie widziałem w modelu kesonu o włóknach ułożonych prostopadle do pasów.

 

to taka moja własna prywatna teoria, ale ścinanie to dość złożone zagadnienie jak wiadomo, i tak autorytarnie to bez głębszej lektury się nie będę wypowiadał.

pzdr

[Callab]

Sławku, czyli generalnie się zgadzamy (tak wnioskuję)

 

Ad.1.

Zgadza się, ale zamiast wzmacniać belkę o 10-15% można dać cieńszy środnik, ułożyć słoje prostopadle i wzmocnić 300%. W opisanym przez Ciebie przypadku zakładamy, że dźwigar zrobiony z dwóch oddzielnych belek już jest wystarczająco mocny.

 

Ad.2.

OK. Tu się zgadzamy

 

Ad.3.

Tu bym nie był taki pewny. Trzeba by to przeliczyć. Może kiedyś jeszcze znajdę czas.

 

Ad.4.

Keson, oczywiście, ma mieć słoje wzdłuż skrzydła. Ale środnik będzie pracował tak jak przy dwuteowniku.

 

to taka moja własna prywatna teoria, ...

 

No właśnie z prywatnymi teoriami to trzeba uważać. Często się okazuje, że intuicja zawodzi. Dlatego ja staram się liczyć lub badać.

 

Generalnie chodzi o to, jak wiemy, żeby skonstruować jak najlżejszy dźwigar, który przeniesie jak największe obciążenie. To zadanie spełniają dźwigary, których konstrukcja jest zgodna z przedstawionymi przeze mnie przykładami (oczywiście wymiary muszą być dostosowane do modelu).

[Callab]

Wrzuciłem bardziej szczegółowy opis mojego eksperymentu: Badanie wytrzymałości dźwigarów

[Slawek_9000]

tutaj

http://journals.royalsociety.org/content/154170m6225747p2/

jest praca o wartościach mechanicznych balsy , żeby można było przyjąć dane materiałowe.