[francescob]

Ciao, le strutture aeronautiche sono dette a sforzi concentrati, il longherone sostiene gli sforzi di taglio (che di solito sono anche sostenuti dalle pareti del longherone, quando è del tipo a cassone) e flessione, mentre il rivestimento sostiene gli forzi a torsione.
Di solito, ma dipende anche se hai controventature sull'ala (modelli tipo piper) o altre cose del genere il punto più sollecitato dell'ala è la radice alare, il dimensionamento allora lo fai considerando che questo è il punto critico.

Allora i roving di carbonio, o il nastro li posizioni in modo che partano dalla radice e poi finiscano ,il primo, sulla tip alare, il secondo magari 10 cm prima, il terzo 40 cm prima e così via...cioè li posizioni in lunghezza decrescente dalla radice alla tip.

Per calcolare il numero di roving si usano due formule...queste valgono per i roving KNF24. (dovrebbe essere la sigla che indica il carico di rottura per fibra, se non sbaglio li fanno anche da 12 KNF)
1)Metodo 1:
r=(1.5*n*s*W*b)/H
r numero roving
n fattore di carico
s fattore di sicurezza (io uso 1.2 ma si può andare fino a 1.5)
W peso totale dell'aereo
b apertura alare
H altezza alla centina (senza considerare il rivestimento)

2)Metodo 2:
Sono calcoli sequenziali, si suppone che i roving siano disposti su due solette, una sopra ed una sotto l'ala della stessa superficie..
F=Wf*n*s*g
Mb=F*y
Ft=Mb/h
Sc=Ft/s
Af=Dn/Df
r=Sc/Af

Allora, qui faccio il caso applicativo su un aereo generale...è più facile da capire...
F forza da sostenere (incognita)
Wf peso fusoliera (250 Kg)
n fattore di carico (6)
s fattore di sicurezza (1.2)
g accel. di gravità (9.81 m/s^2)

F=250*6*1.2*9.81=18000 N

Mb momento flettente Nm (incognito)
y braccio di leva - distanza radice/corda media (2.5 m)

Mb=18000*2.5= 22500 Nm

Ft forza in tensione (incognita)
h altezza centina alla radice (senza rivestimento) (0.15 m)

Ft=22500/0.15 =150000 N

Sc sezione della fibra (tutti i roving insieme in blocco) - (incognita)
s sforzo tensile ultimo della fibra (600 N*mm^2)

Sc=Ft/s=150000/600=250 mm^2=2.5 cm^2

Ora la parte finale:

Af area fibra (incognita)
Dn densità lineare della roving (in tex -ovvero g/km in questo caso 1610 tex o 1610 g/km) - chiedete al rivenditore della fibra
Df densità volumetrica della fibra singola (1.8 g/cm^3)

Af=[(1600 g/km)/(1.8 g/cm^3)] * (1 Km/100000 cm) =0.00894 cm^2

Il volume di fibra è il 54% dell'intera sezione occupata dal composito e quindi:

r numero di roving necessari

r=0.54 * (2.5/0.00894)=152 roving

Ecco tutto, mi hanno detto che gli unidirezionali e i roving di Schaller e dell'R&G (quelli che vende johnatan) sono esattamente 24KNF...facciamo a fidarci...

Nota pesrsonale - con degli amici avevamo provato al banco il longherone con anima in balsa e solette in carbonio......si rompe troppo presto, la balsa non riesce a sostenere lo sforzo in compressione nel momento della flessione...
Abbiamo quindi ipotizzato che il carbonio dovesse essere posizionato su un supporto rigido...o basette in legno o estruso ad alta densità..ma io sarei per la prima opzione...

Ciao
Francesco