modelli di carico su albero e sartiame

[Utente non piu' attivo]

buongiorno,
volevo approfondire le forze in gioco che insistono su un albero ed il proprio sartiame. Ho cercato in giro ma, aimè, non ho trovato molto.

Salvo qualche breve trattazione https://www.researchgate.net/profile/Ces...edures.pdf
e qualche blanda simulazione http://www.adina.com/newsgH146.shtml
le mie ricerche non hanno dato molto frutto.



Vista la semplicità delle geometrie, volevo creare io un modello di stress dell'albero e del suo sartiame, così, per approfondire e per piacere della conoscenza del mezzo che utilizziamo.

Provo a fare qualche domanda:
- qualcuno ha qualche modello?
- qualcuno sa dove posso prendere informazioni circa le pressioni che sviluppa un m2 di vela in varie andature e al variare del vento?
- in genere, il sartiame quanto viene teso (in kg)?

Prometto di condividere gli eventuali modelli che realizzo con tutti voi.

[marcofailla]

https://www.ycr.it/fileadmin/user_upload...numeri.pdf


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[Pellicano]

molto interessante. grazie

[rob]

Personalmente uso RM30 il momento razddrizzante a 30°, con un riscontro incrociato con la pressione per metro lineare di armo, che non avendo dati più precisi resta un modo di controllo.
Mi sono fatto un foglio elementare "circolare" (limitato a una + due crocette e armo in testa, il resto non mi interessa): geometria dell'armo, inerzia dell'albero, rm30, rm1, eccetera a seconda di sartiame continuo/discontinuo, precarico ecc si vedono carichi, deformazioni ecc. "Circolare" nel senso che o dà un'idea di come le cose debbano essere fatte in caso di progetto, oppure avendo una barca "sconosciuta" di fronte misurando geometrie cavo e compagnia si può risalire all'inverso ai dati che non si conoscono.
Basico, non certo adatto a fare cose estremamente sofisticate, ma per i miei usi più che sufficiente.

[ZK]

la sollecitazione delle vele dipende dalla lunghezza della balumina e dalla relativa catenaria, a parita di catenaria per effetto del raddrizzamento la superficie e' inversamente proporzionale alla sollecitazione sulla scotta.

in soldoni: sulla stessa barca si cazza a segno con meno forza un genova di un fiocco.

ci sono diversi programmini piu o meno free di "fea" analisi agli elementi finiti, quello che manca in genere sono i dati da dargli da "mangiare" a cominciare da quelli statici, relativamente facili da trovare, momento raddrizzante materiali ecc e quelli dinamici.. dovuti all' inerzia del sistema barca ed alle accelerazioni a cui pensi sara sottoposta.

insomma un cumulo di roba che parte da un dato certo e che passa inevitabilmente per esperienze, e magheggi piu o meno personali.

i risultati del modo "FEA" sono comunque sempre da verificare.. e' veramente facile prendere lucciole per lanterne.

[bullo]

ZK bisogna che me lo spieghi come si fa meno fatica a cazzare un genoa che un fiocco, cioè con la stessa intensità di vento un genoa da 20 mq. e un fiocco da 10.
Io uomo ignorante faccio più fatica a cazzare il genoa e meno il fiocco.
Come al solito non ho capito un ca----o.

[zankipal]

(17-11-2018 13:49)ZK Ha scritto:  ci sono diversi programmini piu o meno free di "fea" analisi agli elementi finiti, quello che manca in genere sono i dati da dargli da "mangiare" a cominciare da quelli statici, relativamente facili da trovare, momento raddrizzante materiali ecc e quelli dinamici.. dovuti all' inerzia del sistema barca ed alle accelerazioni a cui pensi sara sottoposta.

insomma un cumulo di roba che parte da un dato certo e che passa inevitabilmente per esperienze, e magheggi piu o meno personali.

i risultati del modo "FEA" sono comunque sempre da verificare.. e' veramente facile prendere lucciole per lanterne.

Esattoooo !!!!

[ZK]

@bullo.. se te lo spiego in tecnichese a te ti rimbalza.
provo a sfruttare la tua esperienza.

t' e' mai successo con un fiocco da vento di arrivare allo stesso sbandamento della barca che hai raggiunto con un genoa leggero?

a parte che sulla manovella la differenza di tensione si sente bene...ma amgari eri al timone... come mai il genoa e' fatto con un tessuto leggero mentre il fiocco con un tessuto molto piu pesante? concorderai che l' angolo di bugna e' piu grande sul fiocco che sul genova immagino... che tu lo possa immaginare,

se vuoi la spiegazione tecnica te la do volentieri tocca giocare con le superfici dei triangoli il calcolo dei vettori e le formuline della catenaria.. sicuro che non sia una perdita di tempo.

[zankipal]

Come già detto in un miliardo di post, è l'RM che comanda tutti i calcoli su gli sforzi in barca, avendo quello con formuline semplici si arriva ai carichi che interessano un velista.
Per fare le pulci al dimensionamento e alla progettazione delle strutture come l'albero, una volta calcolato in base all'RM il carico statico di una sartia, si deve calcolare le reazioni di un determianto profilo ai carichi di compressione e inerzia in base alle caratteristiche tecniche del materiale utilizzato che a loro volta possono cambiare molto in base alla lega, se alluminio, o alle stratificazioni e tipo di laminazione se in carbonio.

Quando facevo io gli alberi i computer erano all'inizio e c'erano pochi software a disposizione, anzi quando ho iniziato il computer non c'era proprio, poi è arrivato e con lui qualche programma, noi ne avavamo uno fatto dall'ing, Nessi, che leggeva il disegno del profilo CAD e diceva le caratteristiche, poi per il resto si faceva tutto con l'esperienza, sbagliando raramente e con risultati simili a quelli attuali.

Oggi ci sono programmi a elementi finiti molto validi, ma spesso nella carpenteria, l'occhio e il mestiere è ancora indispensabile.
Alcune volte dei dettagli all'apparenza minimi, possono cambiare gli angoli di sforzo e la reazione dell'intera struttura alle sollecitazioni.
Anche le schede tecniche dei materiali devono essere prese con le pinze in quanto ci dicono solo la reazione di quel materiale, preso a campione, in base a provini specifici, poi nella pratica le caratteristiche sono altra cosa, la fornitura pure ecc...

Un altra cosa fondamentale, su cui si basa tutto, sono i coefficenti di sicurezza applicati che spesso moltiplicano X volte il numero del risultato dei calcoli teorici, quindi in base a questo potresti fare ad esempio un albero pesantissimo o uno al limite della rottura
Molti ingegneri si son giocati la carriera per aver applicato coefficieti di sicurezza sbagliati, tipo bulbi che si son sytaccati, assi timone rotti ecc..
Una barca non può essere progettata in base ai carichi a cui è soggetta normalmente durante una regata con vento medio o una crociera normale, ma deve essere in grado di sopportare un evento eccezzionale dovuto al mare o, nel caso specifico degli alberi, a un urto improvviso contro uno scoglio.

[bullo]

No ZK non mi interessa, in barca facevo di tutto, quando stavo al timone conoscevo bene i problemi di quelli che stavano a prua o in pozzetto perchè ci andavo anch'io.
Avevo una barchetta, un cognac, 7,35 m. Girando per canali con vento dovevo virare ogni minuto allora mettevo a prua il fiocco da tempesta e tutta randa, sai perchè, la tormentina la cazzavo a mano l'intermedio fiocco avrei dovuto usare il winch.

[ZK]

la tormentina la cazzi a mano in virata pure col ventone.
il riferimento alle tensioni e' per sbandamento massimo.. se vuoi dargli un valore 30 gradi.

[Utente non piu' attivo]

innanzitutto grazie a tutti per i contributi, estremamente utili. in effetti l'argomento non è banale e l'immissione dei dati è certamente la cosa più complessa di tutte. Certamente più complessa delle geometrie tutto sommato elementari che insistono sui nostri alberi.

per le vele, la guida di marcofailla è stata utilissima, poi bisognerà capire come e dove scaricano le vele sull'albero, ma soprattutto in che percentuale, ad esempio, il fiocco scarica sul suo punto di uscita dall'albero sulla penna. O quanto scarica, in percentuale, sull'inferitura la randa dalla penna alla mura o quanto comprime il boma. In effetti è un ginepraio.

Ancora invece non so ed ignoro quanto è tesata in genere una sartia, ad esempio, su un 10mt come il mio. Ignoro anche un range, non saprei proprio computarlo. 10? 100? 1000? kg? Sto banalizzando per dire che ne sono totalmente all'ocuro. E certamente per iniziare a dare un modello, questo serve.

[ZK]

fai finta che:
la tua barca sia un catamarano.
se ne conosci la meta del peso, quello e' il massimo peso che la tua sartia dovra alzare dall' acqua. in genere si riesce ad avere un dato piu preciso (rm 30°) ma, consideralo una approssimazione.
qualcosa gia ci fai?il dato si puo affinare e di molto.. volevo solo darti il primo spunto... gia ci si possono fare molte considerazioni qualitative.

[zankipal]

(17-11-2018 21:33)Utente non piu attivo Ha scritto:  innanzitutto grazie a tutti per i contributi, estremamente utili. in effetti l'argomento non è banale e l'immissione dei dati è certamente la cosa più complessa di tutte. Certamente più complessa delle geometrie tutto sommato elementari che insistono sui nostri alberi.

per le vele, la guida di marcofailla è stata utilissima, poi bisognerà capire come e dove scaricano le vele sull'albero, ma soprattutto in che percentuale, ad esempio, il fiocco scarica sul suo punto di uscita dall'albero sulla penna. O quanto scarica, in percentuale, sull'inferitura la randa dalla penna alla mura o quanto comprime il boma. In effetti è un ginepraio.

Ancora invece non so ed ignoro quanto è tesata in genere una sartia, ad esempio, su un 10mt come il mio. Ignoro anche un range, non saprei proprio computarlo. 10? 100? 1000? kg? Sto banalizzando per dire che ne sono totalmente all'ocuro. E certamente per iniziare a dare un modello, questo serve.

Se vuoi fare i conti della serva, basta dividere l' RM30 momento raddrizzante a 30° per il piede, distanza tra l'albero e la landa e ottieni il carico sulla landa che è poi quello a cui e sottoposta la sartia, non a caso gli Imoca e simili hanno dei "buttafuori" per le alte.
Casualmente l'RM30, spesso su barche da crociera, si avvicina al dislocamento reale della barca che è un dato più alla portata di mano quando sei lì, non hai dati e non hai tempo di fare calcoli approfonditi.

Dove in molti si incasinano è che il precarico che dai alla sartia per la regolazione dell'albero, si chiama PRE, proprio perchè non si somma al carico a cui è sottoposta la sartia a 30° di sbandamento, semplicemente si annulla, quindi non va considerato, a meno che non superi il carico ma dal lato pratico è difficile, un albero in alluminio collassa prima e si storta tutto.

[ZK]

la modalita @zanki non e' per nulla sbagliata, se ti cerchi i "gz" di un po di barche (HR ci tiene molto a mettere il diagramma) vedi che quasi mai supera il valore di 0,9. quel valore per il dislocamento ti da il massimo momento raddrizzante.
io direi che sono gli stralli che danno il colpo di grazia agli alberi.. pero forse @zanki c'ha qualche "magheggio" migliore dei miei.

[zankipal]

(17-11-2018 22:56)ZK Ha scritto:  la modalita @zanki non e' per nulla sbagliata, se ti cerchi i "gz" di un po di barche (HR ci tiene molto a mettere il diagramma) vedi che quasi mai supera il valore di 0,9. quel valore per il dislocamento ti da il massimo momento raddrizzante.
io direi che sono gli stralli che danno il colpo di grazia agli alberi.. pero forse @zanki c'ha qualche "magheggio" migliore dei miei.

Dal lato pratico gli stralli sono meno sollecitati delle alte in termini di carico, a parte come detto prima, se una barca urta uno scoglio, in quel caso i G di inerzia producono un carico spaventoso e proporzionale alla velocità della barca.

Nella navigazione normale le vele caricano lo strallo con un determinato angolo ma, catenaria a parte, lo strallo a sua volta carica l'albero sempre nel suo senso e non in diagonale.
Il carico della somma delle vele non supera mai quello del raddrizzamento visto che l'RM30 è il risultato di quel carico x l'altezza dell'albero.... semplificando il concetto naturalmente

[Utente non piu' attivo]

certo che, a proposito di G di inerzia, sarebbe interessante comprendere quanto un'onda dura incrementi lo sforzo sull'albero. Anche perchè, per avvicinarsi ad una considerazione obiettiva, nella realtà l'albero si vede (ad occhio, almen il mio rastremato) pompare solo quando si sbatte sull'onda. Non so quanti G ci siano, magari 1.5, magari 1.8, ma certamente lo stress che subisce un albero in bonina su onda dura è davvero notevole...

[ZK]

gli stalli lavorano su angoli molto maggiori dei piu o meno 12 delle sartie, per questo caricano meno l'albero, comunque come sollecitazioni non scherzano... in modalita che i conti li lasciamo fare ad altri basta dare un occhio ai diametri.
direi che le sollecitazioni dovute all'onda sono molto inferiori al mezzo g.. non ci starebbe in piedi comunque nessuno in barca.. tuttavia nelle oscillazioni l' albero si carica di energia.. e' quella che produce forze di inerzia importanti.
il "pompaggio" laterale come dice zanki e' molto piu grande come valori sparati sull' albero, lavora su una sezione di inerzia molto inferiore e gli angoli dei cavi che reagiscono sono molto inferiori.
io le botte serie (quelle che letteralmente voli via, le ho prese sempre in poppa.. quando infili la prua nel cavo dell' onda che hai appena superato.

[paolo_vela]

Attenzione a non usare numeri empirici in trattazioni che vogliano avere una qualsivoglia valenza tecnico scientifica... "RM30 è uguale al dislocamento è una bestialità"!!! Rm ha le dimensioni di una forza x lunghezza, il dislocamento è una massa. Prima di parlare di bontà o meno di modelli e / o progettisti meglio fare un passo indietro e capire le equazioni statiche e le forze che governano sistema.

[zankipal]

(18-11-2018 10:37)paolo_vela Ha scritto:  Attenzione a non usare numeri empirici in trattazioni che vogliano avere una qualsivoglia valenza tecnico scientifica... "RM30 è uguale al dislocamento è una bestialità"!!! Rm ha le dimensioni di una forza x lunghezza, il dislocamento è una massa. Prima di parlare di bontà o meno di modelli e / o progettisti meglio fare un passo indietro e capire le equazioni statiche e le forze che governano sistema.

"Casualmente l'RM30, spesso su barche da crociera, si avvicina al dislocamento reale della barca"

Sei capace di leggere o solo di far polemica?