Stel je een vleugelligger voor uit massief materiaal, welk maakt niet zoveel uit voor dit verhaal. Belast die op buiging (de tippen willen omhoog). Het midden van die ligger (midden tussen boven- en onderzijde) wordt ahw. onderdeel van een cirkel met middelpunt X. De boven-en onderkant worden onderdeel van een kleinere resp. grotere cirkel met het zelfde middelpunt (dat moet, want de afstand tot die middellijn-cirkel blijft constant).
De bovenkant ondervindt dus krachten die hem kleiner willen maken, druk dus. De onderkant wordt juist uitgerekt. Hoe verder weg van die middellijn hoe groter die trek-drukkrachten. Daaruit volgt ook dat die krachten precies op die middellijn 0 zijn.
Dit is de reden waarom we een ligger niet van massief carbon hoeven te maken de grootste krachten treden op aan de buitenste delen van de ligger. We kunnen het middendeel dus vervangen door minder sterk (vooral lichter) materiaal.
We kunnen nu dus drie onderdelen van een ligger onderscheiden:
- 2 capstrips, stringers, ....
- de tussenstof of afstandhouder
Nu bekijken we een op buiging belaste ligger eens nauwkeuriger: we leggen de uiteinden (tips) van de ligger op twee steunen, en middenin belasten de de ligger naar beneden toe (situatie romp hangt aan vleugel, looping,...).
De bovenkant ondervindt drukkrachten, de onderkant trekkrachten, en het geheel is min of meer gebogen in een cirkelvorm.
Bekijk je nu een stukje van de onderkant ,dan heb je een gebogen stukje dat trekkrachten ondervindt: het wil hierdoor recht worden, naar boven dus.
Maar het stukje direct aan de bovenkant ondervindt drukkrachten, is al krom, en wil dus nog krommer worden. Het wil maar beneden toe uitbuigen.
Ergo: de tussenstg ondervindt een drukkracht van de onder- en bovenliggende capstrips.
Bekijken we nu de capstrips op een plek niet-in-het-midden (waar de ligger belast wordt.
De bovenste capstrip ondervindt drukkrachten vanaf links en rechts. Maar een willekeurig punt in die capstrip in de linker helft van de lgger ondervindt meer drukkrachten van af lrechts en minder van aaf links. Aan de tip zijn dat zelfs enkel drukkrachten vanaf rechts en niets meer vanaf links. De linker capstrib wordt dus naar buiten de duwd.
Vooe de onderste capstrip (li helft) geldt het omgekeerde. Ook weer asymmetrisch verdeelde krachten. De linker onder-capstrip wil juist naar rechts.
Conclusie: de boven- en onder capstrib ondervinden een schuifkracht tov. elkaar.
Nu naar die ligger uitvoering:
- de capstrips moeten de meeste krachten opvangen (druk/trek), zijn dus van sterk materiaal, geschikt voor de verwachte belastingen,
- de tussenstof heeft als belangrijkste functie: zorgen dat de twee capstrips hun afstand tot elkaar behouden, en deze wordt vnl. op druk belast (daarom kops balsa, dat is 100x beter tegen druk bestand dan langs balsa),
- Een tweede functie van de tussenstof is die afschuifkrachten tegen werken. Normaliter zijn die een factor 10-25 kleiner dan de trek- en drukkrachten. Dus zeker bij kleinere, niet zwaar belaste, houtbouwzwevers zoals een Spirit e.d. is dan een webbing van balsa voldoende, en anders triplex. Maar bij zwaarder belaste zwevers wordt vaak een glas-/carbon-kous om die ligger verlijmd. door de ± 45x45 graden staande vezels aan de zijkant ontstaat een uitstekende weerstand tegen die afschifneiging van bovenste en onderste capstrip.
Ik hoop dat hiermee de werking van een ligger wat helderder is geworden.
Dirk.
