Sagitta 900 of Aquilla

De zwaartepunt weegschaal die ik gemaakt heb en liet zien in een eerdere post werkt perfect wil ik nog ff zeggen, makkelijk om mee te nemen en is heel gevoelig, heel precies om het zwaartepunt te bepalen en beter dan op je vingers te balanceren.
Zelfs het in of uitklappen van de prop heeft invloed.

 

Ik moet toch nog even reageren Dirk
Ik heb een twee delige vleugel, begrijp ik nu goed dat bv twee buizen in elkaar een goede sterkte geven, zou dat zo maar sterker kunnen zijn dan 1 massieve staaf van 9 mm ?

 

Niet sterker dan een massieve staaf van dezelfde diameter, maar wel lichter en maar minimaal/beperkt minder sterk.
Stel een buis van 9x5 mm (=2 buizen in elkaar, van 9 en 7 mm uitwendig, en elk 1 mm wanddikte).

Formule weerstandsmoment tegen buiging (Wb) = (pi / 32) x diameter^3
Een 9 mm staaf heeft dus Wb = (pi / 32) x 9^3 = 71.57
Een 5 mm staaf heeft dus Wb = (pi / 32) x 5^3 = 12.27
Een 9x5mm buis heeft dus een Wb van 71.57 - 12.27 = 59.3 (dat is 82,9% van de sterkte van de staaf).
De buis is dus 17.1% minder sterk dan de even dikke staaf.

Maar het gewicht is (pi x r^2) :
(3.14 x (9/2)^2) - (3,14 x (5/2)^2) = 63.62 - 19.63 = 43.99.
43.99 / 63.62 = 69.14%
Kortom 30.85% minder gewicht.

E.e.a. is onafhankelijk van het gebruikte materiaal berekend. Dit geldt dus zowel voor een (veren)stalen buis, als voor een glas- of carbon buis. Uiteraard maakt het materiaal wel uit voor de uiteindelijke sterkte.

 

Dank je, weer wat geleerd, Rick had ook al zo'n mooie spreadsheet.

 

En daar komt dan nog weer het voordeel van carbon tov staal overheen. Een factor ~3 in gewicht maar de stijfheid is wel minder tov staal dus daar moet je constructie wel wat beter tegen kunnen.

 

@ Q Brand , Hoe heb je dat getest, carbon minder stijf is dan staal ? Carbon breekt , staal verbuigt als het over de rekgrens word belast.

 

Elasticiteitsmodulus of e-moduul geeft de stijfheid van een materiaal aan.
Het is de kracht (druk), uitgedrukt in (Giga) Pascal (GPa), die nodig is om een bepaalde procentuele lengteverandering tot stand te brengen.
Binnen het elastische gebied. Dus na het stoppen van die kracht veert het materiaal weer terug in een oorspronkelijke vorm. Staal kent bv. ook een plastische vervorming: het vervormt zonder te breken.

De e-moduul van staal is 210 Gpa.
De e-moduul van carbon fibers is 531 GPa
Carbon fibers zijn dus ruim 2x zo stijf als staal.

Maar dat is niet het hele verhaal.
Carbon fibers zijn ingebed in epoxy, en dat is veel minder stijf.
Als de vezels kaarsrecht in de epoxy liggen zal de stijfheid van de samenstelling die van de zuivere vezel dicht benaderen.
Maar als die vezel niet kaarsrecht is ingebed in de epoxy (geweven doek, handmatig ingelegde rovings), zullen ze onder trekspanning wat rechter getrokken worden en geeft de veel minder stijve epoxy daar de ruimte (veerkracht) voor.
En onder druk zal het zelfde gebeuren, maar omgekeerd. De vezels zullen niet rechter, maar juist krommer komen te liggen.

Daarnaast is er een verschil in treksterkte (max. kracht per mm2 voordat het breekt)
Voor staal is dat zo'n 400 tot 1500 N/mm2.
Voor carbon 2000 tot 4500 N/mm2
Carbon is dus zo'n 3 tot 5 maar zo sterk.

Als laatste het gewicht:
het soortelijk gewicht van staal is 7 à 8 (kg/dm3 c.q. ton/m3)
Het SG van carbon vezel is ±1,8

Ook hier weer een kanttekening: 1 kg carbon-laminaat is niet gelijk aan 1 kg carbon.
Met handmatige productie en met gebruik van vacuüm is 60% vezel volume aandeel haalbaar. Dus 40 gewichtsprocent is (het zeer elastische) epoxy.
Fabrieksmethoden halen ±80% vezelaandeel.

 

Bedankt voor je mooie aanvullingen Dirk; geeft al een heel mooi antwoord op Isola's vraag!

Ik wilde niet met harde getallen gaan smijten uit enige voorzichtigheid en een enorme overvloed aan allerlei verschillende getallen op internet over carbon. Wat ik zo las was dat een laminaat zo'n 70MPa (E-Modulus) doet en een staaf misschien een 110MPa. Wat mij betreft is dan carbon in onze toepassing dus wel wat minder stijf dan staal maar de helft zal et nog wel eens kunnen zijn.

Tsja, ook de treksterkte is nog best prima en ligt wel in de range van staal als je et mij vraagt.

Ik ben eigenlijk wel benieuwd of iemand wel eens z'n carbon liggers e.d. aan gort heeft getrokken, of dat dan toch veelal de rest van de vleugel al opgegeven had?