I materiali per le fibrature

[mania2]

(02-10-2015 17:38)ZK Ha scritto:  eravamo rimasti all' indovinello di @andros.
http://forum.amicidellavela.it/showthrea...tid=111422
se mescoliamo fibre con diversi moduli di elasticita..cosa succede?
una con un allugamento a rottura del 0,38% e una resistenza a trazione di 1520 N
l' altra con un allungamento a rottura del 6% ed una resistenza a trazione di 3000N
a differenza di come lavorano nel disegnino della bilancia, stavola sono vincolate insieme.
facciamo che giochiamo con una coppia di fibre lunga un metro
freghiamocene per un attimo di quanto costa il carbonio HM e diamo forza alle pompe sino a quando la coppia si sia allungata un micron meno di 3,8 mm.
il carbonio reagisce per 1520 N
il basalto per 3000/6*0,38 N= 19 N no dico.. meno di 2 kg?
un micron dopo il carbonio si rompe ma i pesi rimangono.. di quanto si allunghera il campione?

questo modo funziona se le fibra sono libere di scorrere, se insomma non parte di un composito!
se fossero un composito le differenze sarebbero importanti, io non ci entro in questo discorso, ritengo che per una vela la fibratura composita sia un errore grave, potrei citare una ventina di casi in cui per una piegatura o una sventolata si sono distrutte, non mi interessa, lascio l' eventuale intervento a chi ne e' soddisfatto, io sarei troppo di parte.

non ci manca nulla, sappiamo calcolare la pressione che il vento genera sulle vele,(non tanto vero ma.. per un caso l' ha calcolata @lxl), sappiamo calcolare la reazione tangenziale necessaria ad una vela per mantenere una determinata curvatura e abbiamo un idea precisa di come per la legge di hooke la nostra vela si deformera nelle zone di massima sollecitazione... ci manca di definire l' uso che verra fatto di questa vela, la barca dove usarla e.. potremo scegliere quale fibratura usare.
bv.

vorrei riproporre il tuo calcolo con un ragionamento un pò diverso.
Immaginiamo una vela in membrana con fibre di carbonio e basalto messe parallele tra loro.
Quando la vela prende vento le fibre vanno in trazione (sono messe lì proprio per questo motivo). Siccome il tutto è reso solidale dalla membrana di mylar le fibre si allungano della stessa quantità. Cioè la singola fibra di carbonio si allunga esattamente come la singola fibra di basalto.
A questo punto entra in gioco il famoso Modulo elastico o Modulo di Young: E.
per il basalto E vale 90 Gpa
per il carbonio 400 Gpa.
(per l'acciaio vale 250 Gpa)
Questi che riporto sono valori bibliografici.
Il rapporto tra i moduli E di carbonio e basalto è 4.44, ed è questo valore che decide quanto lavoreranno le diverse fibre.
se, per esempio, la trazione indotta dal vento sulla vela produce un tiro sulle fibre di 1000 kg, il carbonio resisterà per 827 kg mentre il basalto per 183.

Perchè il basalto contribuisce così poco? non perchè sia poco resistente infatti la fibra è parecchio resistente ma semplicemente perchè, rispetto al carbonio, è elastico cioè si allunga molto di più a parità di tiro.
Quindi non conviene accoppiarlo al carbonio nelle situazioni in cui vanno a lavorare nello stesso modo.
Bisogna farlo lavorare indipendentemente dal carbonio.