Ala Polistirolo impiallacciata senza longherone ..resiste ?

[ElettroshockNow]

Ciao a tutti ....

Durante i periodi non produttivi cerco di trovar risposta a domande che abitualmente nascono durante la realizzazione di un'opera.

Mi riferisco alla discussione http://www.baronerosso.it/forum/aero...e-espanso.html

Alla domanda :resiste un'ala di polistirolo rivestita di Noce tanganica senza longherone ?

A tal domanda ho ricevuto delle splendide risposte ..SI tentandomi nel proseguire la realizzazione senza ulteriori rinforzi.

Ahimè son fatto male ...e per forza di cose devo avere una conferma a livello matematico per seguire alla lettera i preziosi consigli (scusatemi ,ma ancora non vi conosco tutti )

Quindi munito di carta e penna ...mi son messo a far dei calcoli ,cercando di semplificare la strada da percorrere per ottenere la mia benedetta risposta matematica.

Dati progetto :
Peso fusoliera = 3 Kg
Lunghezza Semiala = 75cm
Profilo radice = NACA 0010 (10%)
Corda radice = 43cm
Porfilo estremità = E171 (12.28%)
Corda estremità = 35cm

Con tali valori si ottiene un'ala a sezione costante (4.3cm)

Tenendo in considerazione un fattore di carico sui 12g posso calcolare che :
-Ogni semiala è soggetta ad una forza peso pari a 3/2*12= 18 Kg
-Ogni semiala è soggetta ad un momento di flessione pari a 18*75/2= 675 Kg*cm

quindi il momento interno all'ala deve contrastare tale flessione rientrando nelle caratteristiche fisiche del materiale .

Ovviamente non potrà essere il polistirene ...ma il longherone.

Nel mio caso (e nel caso di molti costruttori) una semplice impiallacciatura risulta soddisfacente.

Ho scelto come copertura Noce Tanganica da 6/10mm ...resisterà come consigliato ?

La risposta è Si...perchè ?

Per completare i calcoli mi sono avvalso di un foglio di calcolo per risalire al momento di inerzia baricentrico del profilo.



In esame e per semplicità ho selezionato il profilo sulla corda media (circa 39cm)ottenendo 9.55 cm4

Con quest'ultimo valore si può risalire al sigma ammissibile del materiale...

Sigma_ammissibile = 675*4.3/2/9.55= 152 Kg/cm2

Considerando un sigma ammissibile del 15% rispetto al modulo di rottura
English Walnut | The Wood Database - Lumber Identification (Hardwood) quindi 170 Kg/cm2


penso proprio che i preziosi consigli sono azzeccatissimi ...e ringrazio caldamente il forum .

Sempre a disposizione per mazzate
Un salutone
Luca

[ElettroshockNow]

Per il calcolo del momento di inerzia baricentrico del profilo ho suddiviso il profilo in tante sottosezioni .
I parametri di riferimento sono stati prelevati dal sito :NACA 0010 (naca0010-il)

ed ho usato la formula b*(H^3-h^3)/12 per ogni singola sezione tradotta in excel :
=((E7-E6)*(POTENZA(F6*2;3)-POTENZA(((F6*2)-(B$3*2));3)))/12

e sommando i risultati di ogni sezione.

[vrpol]

Dai per scontato che il legno resti dov'è....

[ElettroshockNow]

Originalmente inviato da vrpol

Dai per scontato che il legno resti dov'è....

..bé lo spero .
Dalle prove "pratiche" il polistirene espanso da 15Kg/m3 e spessore sui 4cm si comporta in maniera egregia .
Sto' provvedendo a mettere nei calcoli anche lui ,ma ho qualche difficoltà ...

[fabiovitti]

......Sempre a disposizione per mazzate
Un salutone
Luca.....

Sarà difficile darti mazzate
Complimenti per il calcolo e per il fatto che 'fidarsi è bene, ma non fidarsi è meglio' condivido la filosofia.
Magari in privato ti chiedererò qualche consiglio.
Continuo a seguire attentamente questa discussione

[vrpol]

Originalmente inviato da ElettroshockNow

..bé lo spero .


Dalle prove "pratiche" il polistirene espanso da 15Kg/m3 e spessore sui 4cm si comporta in maniera egregia .


Sto' provvedendo a mettere nei calcoli anche lui ,ma ho qualche difficoltà ...

Intendevo dire che si potrebbe sollevare (delaminare) la parte superiore per la compressione, e allora addio calcoli.....

[fabiovitti]

è ovvio che i calcoli si fanno tenendo conto che ogni componente faccia il suo lavoro.
E' chiaro che se metto l'impiallacciatura fradicia , il poli con i buchi all'interno e la colla stesa male le cose non vanno.
E' come dire che si fanno i calcoli dei ponti delle strade e poi al posto dei bulloni di acciaio si usano quelli di ferro.....tanto sono sempre bulloni e hanno pure la stessa misura....

[vrpol]

Originalmente inviato da fabiovitti

è ovvio che i calcoli si fanno tenendo conto che ogni componente faccia il suo lavoro.


E' chiaro che se metto l'impiallacciatura fradicia , il poli con i buchi all'interno e la colla stesa male le cose non vanno.


E' come dire che si fanno i calcoli dei ponti delle strade e poi al posto dei bulloni di acciaio si usano quelli di ferro.....tanto sono sempre bulloni e hanno pure la stessa misura....

Non dico di lavori fatti male o materiali che non sono quelli eh. Stavo mettendo aggiungendo una condizione di instabilità che forse va considerata, almeno nelle ali con forte allungamento e/o con profili sottili.

Mettila così: Quanto resiste a compressione l'estradosso formato da poli e impiallicciatura? Che debba essere calcolato come un carico di punta visto che la sezione resistente è sottile? Perché nei longheroni di ali in struttura si usa la vena in verticale?

[ElettroshockNow]

È chiaro che il lavoro deve essere eseguito a regola d'arte e che per far lavorare correttamente l'impiallacciatura ,essa deve essere in teoria mantenuta in posizione dell' anima.

Per la coesione copertura/anima è garantita da colla poliuretanica con potere adesivo maggiore di 90Kg/cm2 ...cede molto prima l'anima .

Quest'ultima deve mantenere l'impiallacciatura in posizione per ottenere le caratteristiche meccaniche calcolate (flessione) ed è un lavoro relativamente semplice per il polipropilene ....da 1/4 di apertura alare fino al tip.
Quello che può preoccupare è vicino alla radice ,dove il braccio è più corto e la forza che molto alta .
Fortunatamente c'è il longherone di alluminio che se ne preoccupa (entra di 16cm nella semiala) e dopo di lui la massima forza è di circa 40kg .

Però ...c'è un'altra sollecitazione meccanica che deve contrastare l'ala. ..la torsione.

Da prove pratiche il sandwich non si comporta proprio bene e una fibratura diagonale aiuterebbe .

[Limbox]

resiste resiste, nella giunzione delle due semiali vai due strati di fibra per una lunghezza di una decina di cm e tanti saluti