Carbonio vs Acciaio

[Madinina II]

Ciao a tutti.
Si parla di bompresso...non vorrei scatenare i più illuminati matematici ed ingegneri (anche se comprendo che la domanda ne darebbe chiaramente il giusto spunto), ma vorrei quasi a 'pelle' sapere se:

un bompresso di acciaio di 120cm di lunghezza, diam 50 mm spessore 3 mm può essere senza rischi di tenuta e/o solidità sostituito da uno in carbonio con medesime misure.

Il bompresso è montato per il 50% in barca e 50% sporgente (quindi a metà è appoggiato sul sostegno sul musone).

Qualora la risposta fosse NO, non hanno la stessa solidità, basterebbe aumentare lo spessore del carbonio per avere pari solidità ? Il diametro deve rimanere di 50 mm.

Grazie.

[ADL]

no: i materiali hanno resistenze a trazione diverse, comportamenti meccanici diversi (rottura fragile per carbonio, duttile per acciaio) quindi si dimensionano con criteri diversi, ne consegue con numeri diversi.

facendo un po' di conti è possibile determinare il diametro interno de tubo di carbonio che garantisce la stessa sicurezza del tubo in acciaio che hai detto, ma non so i numeri da mettere dentro i conti, dovrei fare una ricerca.

comunque di primo acchitto NO

[fabiodronero]

A spanne il bompresso in carbonio di pari dimensioni è più resistente di quello in acciaio.

(Considerando per quello in acciaio l'utilizzo di un AISI 316 e per il carbonio delle fibre ad alta resistenza, realizzato ad arte)

Non è semplice trovare un' equivalenza perchè il comportamento dei due materiali è molto diverso, ma 'a pelle' (come chiedi tu) non dovresti avere problemi con un tubo di carbonio di pari dimensioni all' esistente in acciaio.

[Madinina II]

Mmmm...due risposte e due pareri diversi. Se aumento lo spessore della soluzione in carbonio da 3 a 4 mm potrei stare dalla
Parte della ragione (mantenendo diametro e lunghezza)?

[fabiodronero]

ADL ti ha risposto più coscienziosamente di me, ti ha sottolineato le problematiche.

Se trovi un tubo di commercio, apposito per scopi strutturali (bompressi o tangoni), secondo me è perfetto 50x3 o 4 mm, dal mio punto di vista cambia poco.

Se proprio vuoi essere sicuro, chiedi al costruttore il modulo di resistenza a flessione (che si può anche calcolare facilmente) e la tensione massima ammissibile a flessione (questa non si calcola, deve essere fornita) e poi lo possiamo paragonare con quello attuale in acciaio.

[scud]

nn scherziamo
il bompresso in carbonio va sagomato opportunamente con le dovue sezioni e quasi sempre il diametro del tubo in carbonio é molto maggiore di un corrispettivo in acciaio proprio per evitare la flessione. I diametri in gioco per i bompressi sono semmai piu' similil tra alluminio e carbonio che tra carbonio e 'acciaio' e comunque quello che conta e' la parte 'a sbalzo del bompresso e non la sua lunghezza totale.
Se i 120cm di lunghezza da te menzionati sono 'a sbalzo' francamente anche un tubo di acciaio di diametro 50mm rischia flessioni non indifferenti ed uno in carbonio di pari diametro si schianterebbe (ovviamente se le dimensiobni del gennaker sono importanti).
Selo usi su un 22 piedi allora é tutta un'altra storia.

Scud

[Giorgio]

A parita'di peso....devi aumentare la sezione del tubo se lo fai in carbonio....50mmm in acciaio si piega.Anche se lo fai da 6 di diametro.

[Madinina II]

L'azienda a cui mi sono rivolto (consigliata da un ADV) non è propriamente azienda che opera in ambito nautico, trattano carbonio e producono prodotti custom. Mi hanno però specificato che hanno già fornito tubi per bompressi in carbonio, quindi sanno di cosa si stà parlando.
Quando ho chiesto loro la quotazione ho fornito le indicazioni che ho dato anche a voi del parallelo in acciaio, però mi hanno solo detto timidamente 'secondo noi può andare bene' ma rimandandomi ad uno studio d'ingegneria per tutte le conferme del caso.
Dubito quindi che se chiedo info tecniche di dettaglio me le possano dare (io poi sarei un micro cliente per offerta di poco sopra i €100)...ecco perchè mi rivolgo agli ADV.

Per Scud: i 120 cm di lunghezza sono la misura dell'intero bompresso, la metà starebbe in barca e metà a sbalzo, quindi il bompresso avrebbe una sporgenza di soli 60 cm.
Cambia il discorso dal tuo punto di vista con questa nuova info?
La misura della soluzione in acciaio mi era stata calcolata ed andava bene (ma pesa), da qui il pensiero sul carbonio.

[fabiodronero]

Meccanicamente sono equivalenti / è più resistente il carbonio, a meno che non sia costruito in casa.

Certo, i tessuti devono essere disposti ad arte, con i giusti angoli, la quantità di resina giusta , la temperatura giusta etc....e questo rende moolto più incerta la realizzazione di un manufatto composito che non un volgare tubo in acciaio.

[fabiodronero]

Come riferimento cito questa pagina:

http://www.carbonfibertubeshop.com/tube%...rties.html

Notare la differenza tra 'Carbon Epoxi composite' (composito fibra di carbonio-resina epossidica) e il 'High carbon steel 1090' che è un acciaio 90Mn3, sicuramente più resistente di un AISI 316.

Certamente anche loro sottolineano che non si possono applicare questi numeri al metallo ed ai compositi in maniera diretta, perchè i compositi richiedono discorsi particolari.

[Madinina II]

Che si possa piegare un tubo di acciao di 50 mm di diametro, spessore 3 mm che per soli 60 cm esce dal musone mi sembra onestamente improbabile...dovrei avere un genny enorme. Io sono un semplice diportista senza velleità, e che certamente non porterebbe il genny al limite, ed anche se fosse (bisogna calcolare l'imprevisto meteo) un tubo di acciao di quelle dimensioni e pesi (ne ho sentito uno più piccolo e corto e assicuro che pesa assai) non dovrebbe proprio soffrirne.
Ma il fatto che lo sbalzo sia di soli 60 cm non dovrebbe fare la differenza? E poi, la flessione del tubo di carbonio potrebbe non rappresentare un problema, l'importante è che non si rompa!

[Madinina II]

Che si possa piegare un tubo di acciao di 50 mm di diametro, spessore 3 mm che per soli 60 cm esce dal musone mi sembra onestamente improbabile...dovrei avere un genny enorme. Io sono un semplice diportista senza velleità, e che certamente non porterebbe il genny al limite, ed anche se fosse (bisogna calcolare l'imprevisto meteo) un tubo di acciao di quelle dimensioni e pesi (ne ho sentito uno più piccolo e corto e assicuro che pesa assai) non dovrebbe proprio soffrirne.
Ma il fatto che lo sbalzo sia di soli 60 cm non dovrebbe fare la differenza? E poi, la flessione del tubo di carbonio potrebbe non rappresentare un problema, l'importante è che non si rompa!

[fabiodronero]

Io mi fiderei a sostituire un tubo in acciaio con uno in carbonio di pari diametro, se quello in acciaio è stato calcolato e dimensionato correttamente.

[Rurik]

Posto che mi sembra sempre singolare affidarsi ad un Forum per un consiglio che influenzerà una scelta, in certi frangenti d'interesse per la sicurezza personale e dei propri cari, mi trovo spesso a dirimere discussioni di questo tipo tra Ing ed Arc che sfoderano formule, tabelle e materiali.
I rotori degli elicotteri vengono fatti in composito da una ditta di Pioltello ed a esservi confrontato in genere è l'alluminio (Avional). La questione è molto + semplice di quello che sembra a mio parere: se chiedi un preventivo hai diritto a sapere cosa ti stanno quotando. Chiedi un preventivo a + fornitori e confronta le proposte: accenni un contraddittorio se trovi delle differenze e decidi sulla base dei riscontri di chi produce. Ci sono parecchi acciai di diverso tipo e ancor + modi di lavorarlo. Le costruzioni in composito continuano ad evolversi ed a trovare lavorazioni ed accoppiamenti per realizzare manufatti più leggeri.
Se qualcuno desse una risposta al tuo quesito, anche facendo i relativi distinguo, sarebbe come aver fatto due chiacchiere aspettando il tram.
In questo link trovi alcuni nominativi di società che possono quotare il bompresso in Carbonio e la concorrenza che spiega come realizzarne uno in Acciaio:
http://www.nauticexpo.it/fabbricante-bar...tml#seProd
http://blog.veleggiando.it/post/Come-rea...naker.aspx

[dasp]

certamente no... sono materiali completamente diversi... (il solo fatto che facendolo di carbonio peserebbe poco piu di 1/4 di quello in acciaio dovrebbe mettere in allarme), si deve fare un calcolo!
cosi, senza mettere mano alla calcolatrice ti dico che raddoppiando lo spessore da 3 a 6 mm la resistenza dovrebbe restare simile o leggermente superiore (ma probabilmente era sovradimensionato gia da prima, quindi si potrebbe anche diminuire lo spessore, ma semore dopo aver fatto dei calcoli!) ma io mi affiderei a qualcuno (o cercherei un progetto simile), forse sarebbe meglio farlo in alluminio, che conosco meglio e che è piu simile all acciaio, aumentando lo spessore del 50% (portandolo a 4,5mm) incrementerai certamente la resistenza e pesera meno della meta di quello originario, dovresti risparmiare qualcosina rispetto al carbonio!
purtroppo non ho mai fatto calcoli con questo materiale, non conosco i dati (poi considera che esistono vari tipi di tessuto di carbonio, con resistenze sensibilmente diverse)!
saluti

[Rurik]

... tipo questo?


Immagine: Questo contenuto non e' visualizzabile da te Ospite. Se vuoi vederlo, REGISTRATI QUI . 162,33 KB


Immagine: Questo contenuto non e' visualizzabile da te Ospite. Se vuoi vederlo, REGISTRATI QUI . 96,72 KB

[Madinina II]

E' tutto corretto quello che dite, non ho dubbi che lo sia.
Calcoli...avete delle formule, qualcosa da utilizzare? Vero che sicurezza ed attenzione prima di tutto, ma pensavo che il confronto carbonio vs acciaio fosse più intuitivo, eufemisticamente parlando, che cosi complesso...non vorrei apparire superficiale, perchè in barca è l'ultima cosa che voglio.
Chiedere consiglio ad ADV può apparire curioso? Non capisco perchè, ci sono molte persone competenti in questo forum e l'indicazione giusta si può certamente trovare (al momento su acciaio vs carbonio siamo ancora in altro mare però!).
Se mi devo rivolgere ad uno studio di ingegneria faccio prima ad acquistarlo in kit il bompresso.
Se avete qualche formula e qualche indicazione su come procedere (sapendo anche dello sbalzo di 60 cm e della superficie del genny di circa 80 mq) provo a fare qualche conto.

[Rurik]

Non ci sono formule; quelle si danno in pasto a chi va convinto. Per dimensionare alcune componenti strutturali non si tiene conto del peso che supporterà normalmente, ma dell'eventualità straordinaria che vi salga un uomo durante la costruzione o la manutenzione. Vuol dire che spesso dopo calcoli e valutazioni si adotta semplicemente la sezione disponibile sul mercato o più economica perché di uso frequente, sovradimensionando spesso di più del doppio dello sforzo che si deve contrastare. L'esempio che ti ho mostrato è testato e di facile realizzazione. Oppure ti fai quotare un bompresso in carbonio e vedi cosa ti propongono.

[Madinina II]

Ok Rurik, ti seguo nel ragionamento, da cui però emerge che da qualche parte si deve cominciare, ovvero: sovradimensiono, ok, ma rispetto a cosa? Al momento non sò neppure da che misure partire visto che non ho ancora compreso se la parità di misure carbonio vs acciao vanno bene!
Se sapessi che con 120 cm di lunghezza, 3 mm di spessore, 50 mm di diametro vado abbastanza bene, allora si che sono certo che passando a 4 o 5 di diametro sono nel giusto, ma se già sono esageratamente scarso dall'inizio aumentare la sezione può non servire a nulla.
Grazie per i link con i vari produttori di bompressi in carbonio, ma francamente di farmi spellare per un oggetto concettualmente banale mi dispiacerebbe un pò...come dicevo l'azienda a cui mi sono rivolto non opera in ambito nautivo ed il primo prezzo che mi ha dato è decisamente umano.

[dasp]

le formule ci sono... ma non e certo facile scriverle in un forum ne calcolarlo senza errori per una persona che non ha mai fatto nulal del genere (forse un ingegnere aereospaziale a prescindere dal fatto che non ho idea di quali siano i carichi a cui e sottoposto un bonpresso... e forse non è immediato neppure per un progettista affermato, senza contare che magari l'0anello debole non è il bompresso ma i punti dove è ancorato... a che serve farlo tanto resistente se poi la falchetta on lo è altrettanto...
la fibra di carbonio è un materiale composito, non isotropo, dal comportamento non lineare, fragile... praticamante l'opposto di acciaio e alluminio!
il mio consiglio è copiare qualcosa che esiste gia... magari un bompresso simile in vendita o la barca di un amico...
se ti interessa l'argomento un libo interessante (che purtroppo non ho sottomano per darti alcuni dei dati che ti servono, come la sigma caratteristica de carbonio, ma che se ti interessa posso formirti nei prossimi giorni) è: costruzione moderna di barche in legno,paolo lodigiani, hoepli.
un ottimo libro che affronta, seppur superficialmente, tutti i materiali di costruzione(oltre ovviamente al legno) e puo forse chiarire un po le idee