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Ciao a tutti, sono sempre io a rompervi le scatole 😳 😀
Questa volta le mie domande da porvi, essendo completamente alle prime armi nella costruzione degli arbalegno sono le seguenti:
– L’ importanza del carbonio nel fusto di legno e i suoi vantaggi
– Dove comprare eventualmente questa famosa fibra di carbonio
Grazie anticipatamente,
Matteo 🙂Quello che rende rigido un pezzo in composito è il tipo di lavorazione e l’orientamento dei vari strati che lo compongono, il rapporto tra quantità di fibre e quantità di resina e polimerizzazione della resina sottovuoto e ad alte temperature.
Un foglio di carbonio prima di essere unito alla resina è un semplice tessuto di fibre nere che pieghi e ripieghi come vuoi, pertanto io sono dell’idea che aggiungerlo in mezzo a due listelli come molti fanno vedere su internet non serve quasi a niente. Se ti piace fallo pure, ma un arbalete costruito con un legno di buona qualità è già abbastanza rigido. Lo puoi acquistare facilmente e spendendo poco su internet.Ho sempre visto questa situazione in maniera un pò controcorrente.
Mi son sempre chiesto il perchè delle striscioline di carbonio nel lamellare di certi arbalegni… 😐
Per dare rigidità ? Ma una striscia piana e sottile, anche magari d a1-2 mm di carbonio che rigidità può avere? Nessuna, si flette, guarda caso come fa una pinna in carbonio… quindi il suo contributo ad un fusto che anche senza è già totalmente rigido, è virtualmente nullo.In pratica solo un vezzo estetico. 😕
Diverso sarebbe se si inserisse un listello molto spesso, almeno ben oltre i 5 mm. Questo avrebbe senso, ma cominceremmo aparlare di una lavorazione impegnativa e probabilmente di un certo costo…
Lo scopo degli inserti di carbonio in un affusto lamellare è solo quello di fare scena con il nome. Dal punto di vista della funzionalità ha gia detto tutto il nostro Capitan Simon.
Io sono di un parere differente, non me ne vogliano i miei due amici qui sopra 😀 .
Quale risultato teorico vogliamo ottenere armando la struttura? rigidità alla flessione e stabilità nel tempo.
Anzi tutto una precisazione, credo (dico credo perchè la mia esperienza temporale di Arba in legno è limitata) che si possano fare fusti rigidi nel tempo (un periodo ragionevole) sia col sandwich lamellare che col massello senza aver bisogno di armare la struttura, e credo anche che sotto carichi normali in fusti di medie dimensioni, il guadagno sulla flessione di un fusto armato con carbonio rispetto a un lamellare nudo sia poco apprezzabile.
Vedo sensato il suo utilizzo per i fusti molto sottili e per blindare nel tempo il manufatto (roba tipo Arba tramandato di padre in figlio 😆 ).
Reputo, personalmente, il lamellare superiore al massello in quanto le venature coese e continue del massello assecondano le eventuali flessioni in maniera “naturaleâ€, il sandwich invece, soprattutto se si ha cura di disporre le venature secondo il classico schema //////, presenta direzioni delle fibre opposte, quindi, qualora un listello decida di muoversi gli altri non lo asseconderanno.Il carbonio, come il legno, sono materiali anisotropi, che significa che le loro caratteristiche meccaniche variano a seconda della “direzione” nella quale li consideriamo.
Per fare un esempio, un listello di legno 10mmX10mm non avrà le stesse caratteristiche meccaniche di resistenza al momento flettente, su tutti i suoi lati/angoli. Questo perchè il legno ha venature che seguono un verso preciso e solo in una determinata posizione il listello potrà esprimere le sue migliori caratteristiche meccaniche.
Allo stesso modo, una pala in carbonio fletterà in maniera differente a seconda della disposizione del verso delle fibre (non so se avete notato il passaggio dalla disposizione delle fibre nelle pale da parallele a incrociate).Quindi, i materiali anisotropi generano la loro migliore resistenza solo in talune direzioni.
Oltre alla resistenza meccanica offerta dalle caratteristiche insite nel materiale, siamo in grado di esaltare la resistenza alla flessione in un determinato verso impiegando forme convenienti.
Per fare un esempio, un listello di legno 30mmX10mm (o una piattina in carbonio) sarà più resistente alla flessione se posizionato sul lato corto. Al contrario, il lato lungo sarà il verso debole.In un sandwich lamellare la resistenza è dunque data sia dal posizionamento delle fibre che dalle proporzioni e dal posizionamento conveniente dei listelli.
Veniamo al carbonio, e al teorico miglioramento che dovrebbe apportare se considerato nella direzione del momento di flessione longitudinale al quale i fusti sono sottoposti.
Una piattina polimerizzata in carbonio da 0.3mm è un esempio concreto di quella che sarà l’armatura in fibra una volta resinata e chiusa nel legno.
La piattina è davvero flessibile e non presenta ottime caratteristiche meccaniche nei lati che io chiamo sconvenienti, considerato il risultato che corremmo raggiungere.
Al contrario, se impiegata dal lato forte è in grado di sostenere 65kg senza batter ciglio.
Questo è il concetto di nervatura ed è determinato dalle proporzioni e dal posizionamento, e a mio avviso dimostra che un corretto impiego dei materiali porta ad esaltare talune caratteristiche meccaniche.
Il carbonio è 100 volte più resistente dell’acciaio, strati di fibra per complessivi 1mm abbondante a quante decine di mm di legno corrispondono?
Qui secondo me si apprezza l’armatura, ovvero nei fusti molto sottili le quali proporzioni/dimensioni non conferiscono sufficiente resistenza meccanica alla flessione.
Dove c’è una carenza meccanica il materiale composito entra in gioco, come per le armature del calcestruzzo (con qualcuno mi sembra di aver già fatto un discorso simile 😀 ), materiale con ottima resistenza alla pressione ma scarsa alla trazione e alla flessione.Per concludere, e scusate se mi sono dilungato, credo che nei sandwich di generoso diametro il carbonio non sia apprezzabile se si hanno fatto le cose per bene (sono stati fatti dei test, ma a mio avviso poco elaborati), mentre potrebbe essere comunque conveniente inserirlo per garantire una vita più lunga al manufatto (ma non ho riscontri, la mia è tutta teoria 🙄 ), o in fusti particolarmente esili.
Vedo di spiegarmi un pò meglio, per esser compreso non per convincere nessuno, visto che è bello proprio esporre le nostre idee 😉
Forse io semplifico troppo il discorso, ma lo vedrei come molto diverso dal calcestruzzo che di per se, nella sua forma classica, non ha fibre, ma solo ghiaia, sabbia e cemento come legante a dare resistenza. Quindi, come giustamente dici, ha (o dovrebbe avere se fatto bene…) un’enorme resistenza alla compressione, una scarsa flessibilità , una resistenza alla flessione bassissima.
A questo punto, l’armatura in ferro, gli dona questa resistenza alla flessione che di per se proprio non ha.
Col legno, a maggior ragione se lamellare, partiamo da un prodotto diametralmente opposto, fibroso, che è solo in piccola parte flessibile e che ha una grande resistenza alla flessione, prima di arrivare a rottura.
Il foglio di carbonio che solitamente si inserisce nel lamellare, come giustamente hai fatto vedere, in lunghezza è enormemente più flessibile del lamellare stesso. In quel senso son convinto che non apporterà nulla di più a quella che è la resistenza ad imbarcarsi del fusto, sotto trazione degli elastici.
Sollecitato dall’altra direzione, di taglio, sarà si robustissimo, ma le forze agenti su un fusto saranno solitamente di compressione in lunghezza, col circolare, o di flessione in lunghezza, con la coppia. Non ci vedo una gran sollecitazione di compressione al traverso… 😐
Le fibre di carbonio, potrebbero si, irrobustire, non irrigidire, il manufatto in lunghezza, nel senso che lo aiuterebbero a non spaccarsi sotto flessione. Più o meno, immagino che il fusto potrebbe flettersi uguale ma avere un’anima che ne preserva la rottura.
Ma un fusto portato a tale limite sarebbe più una mazza da golf o da baseball non un arbalete…
Chiudo sottolineando che nella mia analisi ho cercato di andare un pò a “naso”, non essendo un ingegnere strutturista. Non me ne vogliano i tecnici, che nel caso son ben invitati a correggermi! 😉 Ed anzi, sarebbe interessantissimo anche un loro contributo!Ci mancherebbe, siamo qui per confrontarci e imparare gli uni dagli altri 😉
Forse io semplifico troppo il discorso, ma lo vedrei come molto diverso dal calcestruzzo che di per se, nella sua forma classica, non ha fibre, ma solo ghiaia, sabbia e cemento come legante a dare resistenza. Quindi, come giustamente dici, ha (o dovrebbe avere se fatto bene…) un’enorme resistenza alla compressione, una scarsa flessibilità , una resistenza alla flessione bassissima.
A questo punto, l’armatura in ferro, gli dona questa resistenza alla flessione che di per se proprio non ha.
Col legno, a maggior ragione se lamellare, partiamo da un prodotto diametralmente opposto, fibroso, che è solo in piccola parte flessibile e che ha una grande resistenza alla flessione, prima di arrivare a rottura.Il mio esempio del calcestruzzo non voleva essere descrittivo delle caratteristiche che si ottengono col sandwich legno carbonio, era un esempio di carenza meccanica compensata con la creazione del materiale composito.
Il foglio di carbonio che solitamente si inserisce nel lamellare, come giustamente hai fatto vedere, in lunghezza è enormemente più flessibile del lamellare stesso. In quel senso son convinto che non apporterà nulla di più a quella che è la resistenza ad imbarcarsi del fusto, sotto trazione degli elastici.
Sollecitato dall’altra direzione, di taglio, sarà si robustissimo, ma le forze agenti su un fusto saranno solitamente di compressione in lunghezza, col circolare, o di flessione in lunghezza, con la coppia. Non ci vedo una gran sollecitazione di compressione al traverso… 😐
Le fibre di carbonio, potrebbero si, irrobustire, non irrigidire, il manufatto in lunghezza, nel senso che lo aiuterebbero a non spaccarsi sotto flessione. Più o meno, immagino che il fusto potrebbe flettersi uguale ma avere un’anima che ne preserva la rottura.Ho capito i nostri punti di vista differenti, consideriamo forze applicate in direzioni diverse.
Il fusto, secondo me, non si imbarca sull’asse X ma sull’ Y poichè le forze opposte (circolare o coppia si tratta sempre di un momento flettente) non sono in asse col fusto.
Il punto e l’entità della deformazione dovrebbero dipendere dalle forme dei fusti, ma sempre sull’asse Y (almeno credo).
Ecco perchè trovo che l’armatura in carbonio aumenti la rigidità dei fusti esili, tutto il mio ragionamento era atto a scongiurare una flessione di questo tipo.
Inoltre credo che la fibra, fasciando il legno, scongiura il rischio di plasticizzare il fusto.@Lefa wrote:
Il fusto, secondo me, non si imbarca sull’asse X ma sull’ Y poichè le forze opposte (circolare o coppia si tratta sempre di un momento flettente) non sono in asse col fusto.
Il punto e l’entità della deformazione dovrebbero dipendere dalle forme dei fusti, ma sempre sull’asse Y (almeno credo).Non sono d’accordo. La flessione maggiore si presenta lungo l’asse Y (quello verticale), ma nulla vieta al fusto di flettersi anche lungo X. Ad esempio gli elastici che non “tirano” in modo perfettamente uguale, il fusto che non reagisce allo stesso modo in entrambe le direzioni (destra e sinistra), cioè potrebbe esserci anche una minima causa che non rende il momento flettente centrale rispetto al fusto, che vanifica l’effetto della lamina di carbonio. Se invece si mettessero degli strati di fibra in modo da reagire a flessione su entrambe le direzioni, come accade in una trave a doppia T, allora il discorso sarebbe diverso.
Ma visto che parliamo di flessioni minime e di arbaleti in LEGNO io penso che non ha alcun senso cercare di irrigidirlo con strati o fasciature di carbonio. Il bello dell’arbalete in legno (almeno dal mio punto di vista) è la semplicità costruttiva e non la perfezione tecnica.Hai ragione a dire che teoricamente un affusto si puo piegare in tutte le direzioni, si potrebbe anche torcere se sottoposto alla giusta sollecitazione!
Durante la mia scarsa esperienza ho potuto constatare banane sull’asse Y e nessuna deviazione sulla X (parlo di fucili in alluminio, e degli studi sulla flessione dei fusti in legno di Dapiran).
Il carico delle gomme agisce sulla Y, anche se ci fosse uno squilibrio di trazione in X di quanto potrebbe essere la forza che agisce se comparata a quella che sforza la Y? 1 forse 2% credo.
Mentre la deformazione sulla Y è una cosa che avviene quasi certamente, anche se di poco, non abbiamo certezze riguardo ai movimenti “laterali”, che sono dettati da errori nella struttura.
Quindi non vedo molto pratico non inserire il carbonio perchè il fucile potrebbe muoversi anche sulla X, intanto blocchiamo ciò che sappiamo si flette certamente, poi pensiamo a come migliorare il resto (dal mio punto di vista).
Trovo che abbinare la “semplicità ” costruttiva alla perfezione tecnica sia l’apoteosi del legno 😀La tua idea dell’armatura incorciata mi balena in testa da tempo, ma non ho trovato un modo per renderla equilibrata.
Io ho pensato a un sandwich classico legno/carbonio, con un listello attaccato di piatto per la sua lunghezza in pianta inferiore, unito anche lui da un nastro.@Lefa wrote:
Quindi non vedo molto pratico non inserire il carbonio perchè il fucile potrebbe muoversi anche sulla X, intanto blocchiamo ciò che sappiamo si flette certamente, poi pensiamo a come migliorare il resto (dal mio punto di vista).
Quello che intendevo è che magari potrebbe non servire proprio a causa della flessione su x, non so come spiegartelo, ma se provi ad “imbananare” su y quel nastro di carbonio che ci hai mostrato, capisci quello che voglio dire 🙂 Ma forse mi sto solo dimenticando che non sto facendo un esame di progettazione 😛
@Lefa wrote:
La tua idea dell’armatura incorciata mi balena in testa da tempo, ma non ho trovato un modo per renderla equilibrata.
Io ho pensato a un sandwich classico legno/carbonio, con un listello attaccato di piatto per la sua lunghezza in pianta inferiore, unito anche lui da un nastro.Si dovrebbe trovare un metodo facile e utile…vediamo un po’ il cricetino se mette in moto la ruota 😀
Credo di aver capito, correggimi se sbaglio: pensi che l’armatura conservi la sua rigidità sulla Y solo se rimane parallela alla lunghezza del fusto.
Io credo che il fattore chiave che conferisce rigidità in Y dipenda dalla perpendicolarità dell’armatura rispetto al fusto. Finche l’armatura rimane perpendicolare all’asse X (anche piegata, come dovrebbe dimostrare l’immagine della piattina curvata a tondo e pressata col piede) dovrebbe conservare le sue propietà in Y.
Ps: che studi fai? io gli esami di progettazione li odio 😆
Appena riesco mi leggo tutta la discussione, ho solo un attimo nel mezzo del lavoro, volevo solo portare un argomento di discussione (premettendo che non amo molto i fogli di carbonio negli incollaggi tra i listelli).
Autoquoto un mio vecchio messaggio solo come spunto in più di discussione riservandomi di leggere meglio tutto e chiedendo scusa per questo intervento avventato (spero serva altrimente ignorate e saltate a pié pari 😉 )@luciano.garibbo wrote:
Sul 90 ho utilizzato mogano (non di qualità , roba da brico) ma lamellare (+ qualcosina in balsa), parte superiore circa 2cm, parte inferiore circa 1cm abbondante, altezza del foro circa 2,5 cm.
sulla parte superiore ho incollato i listelli in questo modo
questa è la sezione frontale:
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|||sulla parte inferiore così
questa è la sezione frontale
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—ho anche creato delle camere d’aria interne per avere più spinta positiva
praticamente ho creato una sorta di composito molto resistente.
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