Wederopbouw van de JS1 1:3.

Voor liggers die echt sterk moesten namen we biaxiaal carbon in combinatie met kops balsa.
Ooit eens geprobeerd met kous maar dat trek je moeilijk om 45 graden hoeken en als je hard trekt dan ligt het inderdaad niet onder 90 graden op elkaar maar ligt het vrijwel parallel.
Epoxylijm kan je ook zelf maken, hoewel de HP lijm extreem sterk is.


GJ

 

Ik heb er eens (ook voor mijn eigen inspiratie) een reststuk van een Freestyler vleugel bij gehaald.
Deze heeft een lijfplaat uit verticaal balsa met een breedte van 30 mm en alleen aan de voor en achterzijde (misschien rondom maar dat zie ik niet) glas. Géén glas tussen balsa gelamineerd.
Bij de wortel is de verbinder voorzien van 1 mm triplex zijplaten die ongeveer 4 cm doorlopen in de lijfplaat. In het eerste deel is dat geheel met aramide omwikkeld.



De pocket voor de verbinder bestaat uit glasvezel, één laag onder 90°, dus dwars op de lengte van de verbinder dan aan de zijkanten het triplex en daarover één laag 45°.
Daarna dat alles met aramide roving omwikkeld.
Dit geheel is tussen de koolstof gordingen geplakt, waarbij hars met redelijk weinig microballoons is gebruikt, maar dat kan door de nauwkeurige passing van de lijfplaat constructie.




@Berrie ,jouw spanwijdte en slankheid is een stuk groter, daarom zal er zoals je al doet, wat meer webbing nodig zijn, maar een (getrapte) carbon kous lijkt me ook een hele goede.

Wat je in de bovenstaande constructie ook ziet is dat er geen omwikkeling van de gordingen bij de pocket nodig is wanneer je een goede lijfplaat gebruikt die goed verbonden is met de pocket. Dan heb je alleen maar schuifkrachten die door een goede hechting van de gording op de lijfplaat moet worden overgedragen.

Hoe ik mijn eigen ligger op ga bouwen heb ik nog niet definitief, waarschijnlijk balsa met glas onder 45°, alleen met minder glas dan jij. Mijn ligger wordt 25 mm breed bij de wortel en ik denk aan 3 lagen 8 mm balsa, met dus in totaal 4 lagen glas. Zoals GJ al schrijft zal het moeilijk zijn de carbon kous over het balsa te schuiven.

Over het lijmen is er op RC Network ook een discussie geweest. zonder uitsluitsel trouwens, over het verlijmen van de ligger aan de lijfplaat de twee schalen (in geval van schalenbouw).
Er werd dor enkelen structurele lijmen op epoxy of PU basis aangeraden omdat deze iets taaier zijn, en daardoor beter bestand zijn tegen stootbelastingen, en in geval van de ligger de krachten gelijkmatiger over kunnen brengen van gording naar lijfplaat. In de 'grote' luchtvaart worden vaak deze structurele lijmen gebruikt.
Tegenwerpingen kwamen er ook. Epoxy hars welke ook voor lamineren wordt gebruikt is in de praktijk vrijwel even sterk, en in geval van een crash zouden vleugels met epoxy lamineerhars zodanig breken dat ze makkelijker repareerbaar zijn. Een zelfde fenomeen bij een vleugel uit IM of HM carbon die doordat deze brosser zijn zal de breuk lokaler blijven dan bij taaiere HT carbon.

 

Emc-vega heeft een enorme hoeveelheid carbonkousen in allerlei diktes en afmetingen.
Met de juiste maat staan de vezels in de juiste hoek. Zo'n kous is prima over van alles en nog wat heen te doen. Als je hem eerst tot maximale diameter uittrekt en dan over het voorwerp heen 'duwt'. Niet trekken want dan trekt ie zichzelf vast. Al mijn grotere zwevers hebben carbonkous om de ligger. Evt kan je om de ligger eerst een laagje plastic doen, dan de kous eroverheen, dan plastic er weer onderuit trekken. (zo worden bij sommige mensen ook steunkousen aangetrokken, maar das weer een andere tak van sport...)

 

De ligger die wij ooit eens gemaakt hebben was zoals ik zei biaxiaal carbon, dan ik gok 2mm balsa, dan weer biaxiaal, een laag of 5 biaxiaal.
Op een vleugel van 170cm hangend tussen de tippen, kon ik op het midden staan.
Wat Wolf Fickenscher, de bouwer en ontwerper van de Raketenwurm op het laatst gebruikte voor een hele dunne en slanke vleugel (zeg 10mm op het dikste punt) was prepreg carbon.
Dat werd uitgehard in een autoclaaf en dan werd de ligger eruit gefreest.
Was ook onbreekbaar.
En wat betreft de aanhechting met microballoons, ik gebruikte zo min mogelijk microballoons want ik heb gezien dat die aanhechting loslaat omdat microballoons poreus zijn.
Je kan beter ingedikte hars met katoenvlokken nemen, dat is niet poreus.

Wat betreft de kous.
Nadeel van een ligger is dat ie taps loopt, dus aan de wortel kan je wel alle vezels goed hebben lopen maar naarmate hij tapser word gaan ze platter liggen.

GJ

 

Of bij de wortel meer in verticale richting en richting de tip meer naar de 45 graden. Misschien is dat juist gunstig. Maar dat mogen jullie uitmaken. Ik heb daar niet voldoende kennis over. (Ik weet meer van steunkousen...)

 

Is het zo erg als de vezels richting tip platter gaan liggen? De ligger wordt dicht bij de romp het zwaarst belast, die belasting neemt in spanwijdterichting heel snel af. Mij lijkt het dan niet zo'n ramp als de vezels richting de tippen wat vlakker gaan lopen.

Ik snap overigens Berries redenering heel goed. Hij weet graag zeker of iets sterk genoeg is door het te berekenen, en als in deze methode zoveel onzekerheden zitten waardoor rekenen lastig wordt dan snap ik dat dat niet goed voelt. Ook al zeggen praktijk ervaringen dat het prima zou moeten kunnen. Berrie, gewoon lekker doen waar jij je goed bij voelt. Je hebt hier ervaring mee, en jouw eigen kisten hebben je nog niet in de steek gelaten wat betreft sterkte.

 

....ik kan me een voorvalletje herinneren met een supra aan een lijn....

 

Het is een misverstand dat de verticale orientatie van de lijfplaat belangrijk is. Het voorkomen van het uitbuigen van de ligger is de gemakkelijkste taak van de lijfplaat.
Het belangrijkste is het overdragen van de schuifkrachten in de gordingen. Die zijn bij de wortel het grootst. Om die schuifkrachten op te vangen zijn de vezels onder 45 graden optimaal. Bij de wortel moet je bv bij kous ervoor zorgen dat de vezels onder 45 graden staan, waardoor ze naar de tip toe steeds meer in spanwijdte richting komen, maar daar zijn de schuifkrachten ook duidelijk minder.

 

Waarom is 45 graden eigenlijk optimaal?
Ik neem dat klakkeloos aan, maar als je de top en bodem ligger probeert te verschuiven t.o.v. elkaar in de tip richting,
dan lijkt me intiuitief dat een vezelrichting bijna parallel aan de ligger veel effectiever is?

 

Voor een schuifbelasting is 45/45 graden inderdaad ideaal.
Als de vezels in de lengterichting liggen dan worden de vezels bij een schuifbelasting van het vlak nauwelijks belast. De vezels willen dan alleen ten opzichte van elkaar verschuiven, de epoxy houdt dat tegen. De vezels zelf nemen geen kracht op.
Als de vezels onder 45/45 liggen dan willen de vezels in de ene richting uitrekken, de vezels haaks daarop willen in elkaar gedrukt worden. Vezels kunnen nauwelijks drukbelasting opnemen, maar wel heel goed trekbelasting. Het is dan ook zo dat maar de helft van de vezels een belasting draagt (de vezels die op trek worden belast), de vezels die haaks daarop staan (worden op druk belast) nauwelijks. Als de schuifbelasting de andere kant op gaat dan wisselt het om, de vezels die eerst op trek stonden komen nu op druk en v.v.

 

Ik geniet weer van jullie bijdragen! Bedankt.

Inmiddels heb ik drie zwevers in de lucht kapot gevlogen. De eerste was een houtbouw zwever. Die sneuvelde in 2001 op de Abtstroda kuppe. De tweede de Supra inderdaad. En de JS1 was nummer 3.

De variatie aan webbing oplossingen is reuze, dat laten jullie duidelijk zien. Van alleen maar hout, via glas, naar carbon. Van prepeg tot kous.

De rekensheet van Christian Baron, de opbouw zoals te zien op de tekeningen van de Supra en de theoretische uitleg van Helmut Quabeck zijn voor mij de basis.

http://hq-modellflug.de/theory contributions/diamant plus holmberechnung.pdf

Na de breuk van mijn eerste Supra middenpaneel heb ik geen eigen gebouwde ligger meer gebroken De daarvoor aangewende methode blijf ik daarom hanteren.

Vanavond maar eens een glasbuisje maken voor de 6mm carbon torsiepennen.

 

Berrie, als je 't beu bent laat het weten dan verhuis ik deze naar een ander draadje.

Fotor, toch snap ik dit niet van die 45 graden. Dat alleen de helft van de vezels iets doet (trek) is duidelijk. Maar waarom zou een "uitgerekte kous" met hoeken van 70/70 graden (meer parallel aan de ligger) niet beter werken? Je buigt de vleugel, dat levert afschuiving tussen de liggers op. Die kun je het best opvangen in de lengterichting, toch? Bij 45 graden moet de vezel sqrt(2) = 1.41 keer de afschuifkracht opvangen in trekrichting. Bij 70 (20) graden is de dwarscomponent kleiner en hoeft de vezel maar 1.06 keer de afschuifkracht te dragen.

Mis ik iets?

 

Geen probleem Hein!

Glasbuisjes gerold. Ik denk dat ze te dik geworden zijn en daarmee niet mooi rond van binnen. We gaan het zien.

Het concept:
Carbon stok ingesmeerd met vaseline. Paar laagjes huishoud folie erom. Glas, rest stukjes, klaar gelegd.



Dat netjes instoppen. Op de randen ingedikt epoxy aanbrengen. Dan blijft het weefsel zitten als je gaat rollen.


Met een los afbreek mesje wip je het glas omhoog en plak je het op de huishoud folie. Dan rollen maar en dichtstrijken. Uiteindelijk wikkel je er plakband omheen, met de plakzijde naar buiten.



Ik verwacht niet dat ze gelukt zijn.. morgen weten we het.

 

Goede relevante vragen zijn naar mijn mening altijd op zijn plaats in een technisch bouwverslag.

In lengte richting kan een vezel in de webbing helemaal niets van schuifkrachten opnemen.
Onder 70° wel, maar de vezel is onder 70° wel veel langer, waardoor de rek in absolute zin groter wordt, en daarmee de doorbuiging van de vleugel groter.

 

De 45 graden richting is echt optimaal.
Bij een grotere hoek heb je minder vezels beschikbaar. Bij een kleinere hoek is de kracht vector ongunstiger. Bij 45 graden is het precies optimaal, maar een beetje andere hoek zal weinig verschil maken.

Ik denk niet dat het juist is om te stellen dat de vezels alleen op trek wat doen.
Er zal zich altijd een krachtenevenwicht instellen en daaruit volgt dat er net zoveel drukspanning als trekspanning opgevangen moet worden bij een symmetrisch laminaat.
Het zal in geval van falen op afschuiving wel in de vezels zijn in compressie...

 

Ik probeer het met een kleine tekening duidelijk te maken. Excuseer me mijn matige tekenkunsten met de pc....


Links een vierkant stuk materiaal dat we op afschuiven gaan belasten. De bovenkant trekken we naar links, de onderkant naar rechts. Het vierkant zal dan willen vervormen naar de ruit die je rechts ziet.
In deze ruit heb ik 4 vezels getekend, welke uiteraard ook (onzichtbaar) in het linkerstuk aanwezig zijn
De rode vezel (ligt onder 45 graden) wordt uitgerekt. Deze kan dus belasting opnemen, een vezel gaat pas 'terugtrekken' als hij op trek belast wordt, als hij langer getrokken wordt.
De blauwe vezel (ook onder 45 graden, maar 'andersom') wordt juist in elkaar gedrukt, die wordt korter. Een vezel kan alleen trekken, dus de blauwe vezel neemt eigenlijk geen belasting op.
De gele vezel (lengterichting ligger in ons JS1 verhaal) blijft gewoon hetzelfde, dus ook die neemt geen krachten op.
De groene vezel verdraait licht, maar wordt ook niet langer of korter, deze neemt dus ook geen kracht op.

Alleen de rode vezel wordt uit elkaar getrokken en kan dus 'terug trekken' (actie = -reactie). Elke andere orientatie dan die 45 graden geeft een kleinere verlenging van de vezel onder deze schuifbelasting, dus een minder efficient trekkende vezel.

Hopelijk werkt deze visualisatie een beetje.

 

Niet helemaal waar. Ook een vezel op druk belast levert weerstand tegen die druk (mits hij is ingebed in de matrix van de epoxy.
Wel is het zo dat de maximale sterkte op druk (veel) kleiner is dan de maximale sterkte op trek. De drukbelaste vezels leveren dus een kleinere bijdrage.

 

I stand corrected.....
En zo leren we allemaal weer van elkaar

 

- Het is zelfs zo dat een carbon epoxy matrix voor trek optimaal is als er zo veel mogelijk vezels zij in net voldoende hars.
- Voor druk is carbon in ieder geval minder goed (maar nog altijd veel beter dan aramide) maar een optimale matrix voor druk heeft een groter hars aandeel.
Het is afhankelijk van de hars én de carbon types welke verhouding onder druk de beste is.

 

Fotor: ik denk dat Rick het antwoord heeft gegeven, maar toch: teken jouw plaatje nu eens 3x zo breed als hoog. Rood nog steeds op trek belast, blauw op druk en geel niet.. Maar rood ligt nu wel beter in de trekrichting!

Vermoedelijk is het dus een combinatie van vezellengte (rek) en trekrichting die ergens een optimum heeft. Maar ik ben nog niet helemaal overtuigd. Om dat uit te rekenen moet ik echter weten hoe cf zich gedraagt bij rek. Is het gewoon een veerconstante? Dan maakt de lengte van de vezel niet uit! (f = dx * c).

Ik houd zo'n donkerbruin vermoeden dat die 45 graden optimaal is omdat je dan normaal recht geweven doek kunt gebruiken. Als je die hoek echter kunt aanpassen zoals bij een kous...?