Verifica longherone ala

[Angelo]

Ho fatto questo semplice programmino per la verifica del longherone.
Ho fatto delle ricerche sulla resistenza dei legni comunemente usati.
Ho trovato valori molto discordanti, per cui ho riportato quelli che mi sembrano più affidabili. Sono comunque valori modificabili.
In pratica:
- calcolo, in maniera semplificata, il carico alare
- calcolo il momento flettente all'ascissa X partendo dal bordo ala. Il carico alare viene moltiplicato per l'accelerazione g e per il coefficiente di sicurezza
- calcolo la tensione nel longherone e la confronto col carico di rottura.
Il tutto dovrebbe evitare il sottodimensionamento del longherone e la conseguente rottura delle ali in volo.
Mi è capitato di vedere un bellissimo ASH 31 da 6 m, con profilo assottigliato, le cui ali si sono piegate in volo al secondo volo di collaudo.
Ciao.

[giocavik]

.....argomento interessante...ma in salita.....Per l'aliante in questione sarebbe fondamentale vedere dove si è verificato il cedimento...C'è un filmato..? Si è salvato l'aliante..?..

[x oni]

Si può modificare anche per i longheroni in calza di carbonio?

[Ehstìkatzi]

Originalmente inviato da x oni

Si può modificare anche per i longheroni in calza di carbonio?

C'è questo.

[walter pozzecco]

Si argomento interressante , ho visto ali con dei longheroni spropositati, per poi volare solo termica, secondo me deve essere pensato anche per il volo che uno vuole fare, nel 80 i modelli, alianti non avevano longherone, ricordo un amico che aveva il salto di Eissmann 5 metri, un "mostro" in quei anni faceva pure akro, lo ha distrutto per cedimento dei accu, bene le ali avevano solo nastri di fibra sopra e sotto e un rinforzo in fibra zona cassonetto baionetta, certo i profili erano piu' spessi, e la fibra di carbonio non esisteva almeno nel modellismo, i modelli di Hanel belli e prestigiosi non avevano il longherone, solo rinforzi in fibra

[Ehstìkatzi]

Originalmente inviato da walter pozzecco

Si argomento interressante , ho visto ali con dei longheroni spropositati, per poi volare solo termica, secondo me deve essere pensato anche per il volo che uno vuole fare, nel 80 i modelli, alianti non avevano longherone, ricordo un amico che aveva il salto di Eissmann 5 metri, un "mostro" in quei anni faceva pure akro, lo ha distrutto per cedimento dei accu, bene le ali avevano solo nastri di fibra sopra e sotto e un rinforzo in fibra zona cassonetto baionetta, certo i profili erano piu' spessi, e la fibra di carbonio non esisteva almeno nel modellismo, i modelli di Hanel belli e prestigiosi non avevano il longherone, solo rinforzi in fibra

Il longherone aggiunge resistenza per tre motivi, il primo è che aumenta il Momento d'inerzia della sezione, il secondo, più importante, è che collega le solette e le fa diventare un trave unica il che rende le stesse molto più lavoranti, ed infine aumenta la stabilità a compressione del rivestimento impedendone lo schiacciamento verso l'interno.

[x oni]

un longherone è per sempre

[dpl]

Aggiungo che senza longherone i fenomeni di fatica dopo un po vengono fuori.
Perché come già detto il longherone lega le pelli e ne limita lo scorrimento.
Scorrimento uguale sollecitazione rivestimento nei confronti della base, punto debole la colla che attacca il polistirolo.
Polistirolo che di suo è fatto di palline, non so se mi spiego...
Dai è ridai il movimento assiale delle pelli torce tangenzialmente le palline che facilitano ruotando poco poco ogni volta lo scollamento.

Il risultato è che un ala senza longherone, ben fatta, ben progettata ha comunque una vita utile effimera. Va benissimo qualche stagione, poi si consuma.

Questo è il motivo di cedimenti dopo qualche anno che con il longherone non avvengono.

[Angelo]

Si può modificare anche per i longheroni in calza di carbonio?

Se si vuole introdurre un materiale nuovo, come ad esempio la fibra di carbonio si può usare l'ultima riga della tabella denominata Z-Utente.
Se cambiate il nome ricordatevi di lasciare la lettera Z perchè Il programma Excel esige necessariamente che l'elenco da cui attinge i dati deve essere in ordine alfabetico.

Essendo io uno strutturista, non ho avuto difficoltà ad introdurre le formule per il calcolo del modulo di resistenza e il calcolo della tensione.
Le perplessità e le incertezze riguardano:

1) i dati che ho trovato sul carico di rottura sembrano molto elevati.
Ad esempio per l'abete viene indicato un carico di rottura di 850 kg/cm2.
Noi, in edilizia, non facciamo mai lavorare le travi di legno a quelle tensioni, ma ci manteniamo nell'ordine di 150-200 kg/m2.

2) Il rivestimento del longherone con lastre di legno o di fibra aumenta enormemente la resistenza del longherone, ma è difficile calcolare questo contributo perchè, a causa del piccolo spessore (ad esempio 0,6 mm) la lastra va in instabilità (quella superiore all'ala, perchè compressa).

Il mio suggerimento è di aggiungere almeno lo spessore del rivestimento allo spessore dei travetti del longheroni perchè, essendo lontani dal baricentro del longherone, danno un buon contributo alla resistenza. Per cui se i travetti sono di mm 20*3 rivestiti con lastre dello spessore di mm 0,6, si può introdurre nel calcolo dei travetti da 20*3,6.
Sembra niente, ma aumenta la resistenza.

Se non si mette il travetto verticale del longherone, in pratica affidiamo le forze di taglio al polistirolo o al poliuretano. Il rischio è che per ali lunghe o eccessivamente sottili, i travetti superiori ed inferiori del longherone scorrono provocando il collasso dell'ala, quindi è molto più sicuro metterlo.
Il programmino calcola solo le tensioni dovute alla flessione.
E' possibile anche calcolare le forze di taglio ma, in ogni modo, avemmo incertezze sulla resistenza a taglio del materiale polistirolo e poliuretano (che comunque è bassa).

Nella prossima costruzione di ali di aliante farò qualche esperimento di dimensionamento e successiva prova di carico a terra per vedere se funziona tutto ed esporrò i risultati.
Ciao.

[Lore00]

Originalmente inviato da Ehstìkatzi

C'è questo.

Ho notato che questo foglio di calcolo non considera la differenza a compressione e trazione delle solette in composito.
Avendo appena inizato la costruzione di un nuovo aliante ho deciso di riscrivere il programma per dimensionare le solette in rovings e considerare la differenza tra compressione e trazione.

https://github.com/LorenzoCucchi/dim...longheroni.git

Qua potete trovare lo script in python (necessita anche delle librerie matplotlib e numpy). L'ho scritto in poco tempo ed è una delle prime esperienze con python quindi non garantisco che non ci siano bug o problemi vari.

L'analisi si basa sull'utilizzo dell'asse neutro calcolato tramite i sigma di compressione e trazione del materiale in uso. Dopo aver determinato l'asse neutro si utilizza un'equazione che mette in rapporto le due altezze delle solette. I risultati di questa equazione vengono poi interpolati per trovare l'inerzia richiesta per la sezione.

L'analisi è solo per longheroni rettangolari in calza di fibra e solette in roving, in base al materiale utilizzato vanno cambiati i sigma di compressione e trazione dei rovings e la resistenza a taglio del tessuto. La massa da inserire non comprende le ali al momento.

Ho dubbi per la resistenza a taglio mentre per le solette i dati sembrano in linea con l'esperienza.
Lo script è commentato ed al momento genera un file chiamato "Rovings.txt" in cui si riportano il numero di rovings e l'apertura fino a cui arrivano. Al momento questo è molto provvisorio, col tempo lo sistemerò e aggiungerò altre funzioni.

Lo sto utilizzando per dimensionare le ali di un Asg29 1:3, nell'immagine potete vedere i risultati provvisori per un dimensionamento a rottura a 20G, ( l'ala ha uno spessore iniziale del 12% e si abbassa all' 8.5% dopo 50cm).

Consiglio di utilizzare l'IDE SPYDER https://www.spyder-ide.org/ per usare e modificare lo script, perdonatemi ma ho un odio profondo per excel. Aggiungerò tutta la teoria e le indicazioni nel file README.

So che il programma è scritto veramente male, normalmente uso matlab. Chiunque voglia contribuire o modificare lo script è veramente ben accetto. Se trovate errori fatemelo sapere che magari salvate le ali di qualcuno .

Buon Natale!!!