Carbon weefsel, roving of tape

A

arthurw

Ik wil de vleugel liggers van mijn in aanbouw zijnde SZD Bocian 1/6 verstevigen met carbon rovings. Dit om beter bestand te zijn tegen de krachten die bij het lieren zullen optreden.

Mijn idee was om wat unidirectioneel carbon tussen ligger en balsa indekking te lamineren. Het makkelijkst te verwerken zou tape zijn, maar ook losse roving, of zelfs uitgeplosen weefsel moet te doen zijn.

Waar haal ik dit (in kleine hoeveelheid)? Mijn gebruikelijke winkel 2Brothers heeft het niet. :cry:

Arthur
 
ik denk dat uitgeplozen weefsel zelf niks bijdraagt aan sterkte, ik denk dat het pas sterkte heeft met een dun laagje epoxy erover.
los carbon weefsel kun je oa halen bij alveco in eindhoven, stukken vanaf een halve meter.
post ook eens een post in het boten forum, speedboten mannen gebruiken het wel eens om rompjes van te soppen heb ik gehoord.
 
Neem anders contact op met;
Poly-service
Archimedesweg 57-59
1098JL Amsterdam
tel 020 6654569
Internet www.polyservice.nl

Ook Hobby-in, Waalwijk heeft ongetwijfeld carbon roving in voorraad.
 
Bij polyservice hebben ze unidrectioneel band te koop per meter of per 5m of meer.

Voor minder dan 2 euro per meter, 25mm band, waar 10 rovings van 800 tex (*)

(*) 800tex = 800 g/km = 0.8g per meter
Spul is gemaakt van 340g/mm
Een metertje van 25 mm breed weegt dan 8.5 gram
In 25mm breed zitten 10 rovings ( en en dwarsdraadje). 0.8g/m per roving. ==> 800 tex.
Andere aanduiding is aantal sub draadjes (fadel) te noemen.

800 tex = NF12 = 12000 sub draadjes
1600 tex = NF 24 = 24000 sub draadjes (deze vind je het meest als losse roving)


Sterkte:
Afgeleid van een vuistregel (voor 1600tex) uit het boek "moderner tragflagenbau" heb je voor sterkte nodig:

Aantal 800 tex liggers = 3 x aantal G x spanwijdte [m] x gewicht [kg] / liggerhoogte [mm]
Dit aantal geldt zowel voor onder, als boven.

Voorbeeld:
Voor een kist van 3 meter span, 3kg, 15mm dikke vleugel (bij het koolstof) heb je voor 5G te overleven nodig:

3 x 5 x 3 x 3 / 15 = 9 rovings van 800 tex (of 5 van 1600 tex)

Dat bandje van 25mm zal dus wel voldoende zijn, zeker omdat je nog een lading hout hebt in die vleugel.


Indoor voorbeeld:
Voor een vlakkeplaat vleugel is zo'n draadje onder en boven op een 6mm depronplaat al voldoende voor 8G:

3 x 8G x 0.8m span x 0.3kg / 6 mm = 0.96
Met wat epoxy 3 of 4 gram is erg licht.
 
Harold / Paul / Gerard,

Dank voor de antwoorden.

@Gerard

Uiteraard moet de roving op een of andere manier op z'n plek worden gehouden. Maar de (trek)sterkte komt vooral van de roving zelf. Daar voegt de epoxy dacht ik weinig aan toe. Oh ja, met 'uitpluizen' bedoelde ik het gebruiken van losse 'draden'uit het weefsel, in 1 m/2 moetn toch minstens 1 meter lange rovings verwerkt zitten.

@ Paul
Bedankt voor het adres, Amsterdam is dichtbij

@Harold

Dat unidirectioneel band is precies wat ik zoek. De oorspronkleijke (wat oudere) tekening vermeldt geen rovings. In principe moeten de standaard liggers etc dus voldoende zijn. Maar aangezien we hier geen helling hebben denk ik er verstandig aan te doen e.e.a wat te verstevigen voor de lier, ook al omdat het een vrij zware kist zal worden.

Oh ja:
Voor een vlakkeplaat vleugel is zo'n draadje onder en boven op een 6mm depronplaat al voldoende voor 8G:

3 x 8G x 0.8m span x 0.3kg / 6 mm = 0.96
Met wat epoxy 3 of 4 gram is erg licht.
Klik om te vergroten...

Kijk je zo niet ten onrechte alleen naar de trekkrachten? Als je uitgaat van jouw bijvoorbeeld en je belast dat depron vleugeltje met 8G dan heb je toch niet alleen met trekkrachten aan éen zijde te maken maar ook met compressie aan de andere zijde? M.i. zal het depron en die enkele roving aan de niet op trekkracht belaste zijde compressen zodat er toch vervorming optreedt.

mvg
Arthur
 
Hoi,

volgens mij heeft koolstof zonder epoxi geen zin. het heeft totaal geen stijfhijd, je kunt het in de lengte uit elkaar trekken en aan de bovenkant van de vluegel heersen zoals je zelf al zecht drukkrachten 8O , ooit een draat (koolstof) van 1.5 meter gezien die ook maar een beetje tegenwerkt als je de uitijnden naar elkaar toebeweegt?

Groeten Halmar.
 
Rovingaltijd met goede dunne epoxy (ook leverbaar via Poly-service, op de ligges aanbrengen alvorens de indekking op je vleugel aan te brengen. Deze methode wordt in de modelbouw veel toegepast en draagt wel degelijk bij tot de sterkte. Belangrijk is, i.v.m. drukkrachten aan bovenzijde vleugel en trekkrachten aan de onderzijde, dat de in lengterichting aangebrachte koolstofvezels geheel ingesloten en goed verlijmd zijn.
 
Hallo medebouwers,

Vergeet vooral de lijfplaat niet,een hele berg carbon roving heeft weinig nut zonder degelijke lijfplaat.
Door de compressie aan de bovenzijde zullen de rovings willen stuiken(naar binnen of naar buiten) hier is dus een llijfplaat nodig die dit verhinderd.
ook de lijfplaat moet voldoende sterk ziin zodat deze niet door de afschuifkrachten splijt of breekt.
@harold
De 9 rovings zijn niet over de gehele lengte nodig daar de belasting steeds lager word richting de tip.
 
Met de lijfplaat bedoel je waarschijnlijk de verticale "webbings"die de boven en onderligger met elkaar verbinden Doorgaans balsa, MET DE NERF VERTICAAL GEPLAATST. Is inderdaad heel belangrijk, zeker vanaf de vleugelwortel tot halverwege tot driekwart van de vleugel naar de tippen toe.
 
@Arthur:
Goed begrepen van die trek en duw sterkte. De envoudige formule uit dat boek houdt hier rekening mee. Aantal rocings geldt dus voor onder en boven.

Over uitpluizen:
Kijken wat het doek weegt (200 g/m2 bijvoorbeeld)
De helft van de draadjes is horizontaal, de rest vertikaal, dus 100g/m2 voor 1 richting.
Als je weet hoeveel draadjes naast elkaar in een meter, weet je gewicht per meter van 1 draadje, dus hoeveel tex. Kan je de formule op aanpassen.

@Paul en Ruud
Webbing heel belangrijk. Bij depron kom je ermee weg door het koolstof zo breed mogelijk te verlijmen.
Bij piepschuim lijm ik bij de vleugelwortel (zwaarst belast gedeelte dun triplex, vertikaal een glasmatje, of een aantal rovings vertikaal.
Wat bij peip ook wekt is de groef eerst volgooien met purlijm (schuimend spul) en daar in de natte koolstof. Piep werkt dan ook wel aardig als webbing.
Door groef dicht te plamuren met modelmagic sluit je doe boel mooi op.
Wat ook werkt (hercules truuk) is zo'n overkill aan koolstof te nemen (25G als je maar 8 nodig hebt)dat de boel niet meer buigt en de belasting op de webbing minder wordt.

@Ruud
Inderdaad getrapt. Scheelt minstens de helft koolstof. Eigenlijk kan je de formule vanaf de wortel naar de tip steeds opnieuw toepassen.
Bijvoorbeeld op 30% van halve vleugel van de wortel af:
2 meter spanwijdte over (middenstuk niet meegerekend)
2 kg over (middenstuk draagt al minstens 1kg (bij taps zelfs meer)
12 mm vleugeldukte (zal wel taps zijn neem ik aan)
Op 0.5 meter van de wortel dan nodig:
3 x 2m x 2kg x 5 / 12 = 5 rovings.

Dit kunstje kan je langs de hele vleugel herhalen.
Zal je ook zien dat die getrapheid niet lineaar is.
 
Linear kan wel. Als je 1 roving extra helemaal door laat lopen zit je aan de veilige kant.
Berekend:

Code: 
vanaf wortel% | Spanwijdte over% | Massa over& | Aantal rovings	
	0	100	100	9.0	wortel
	10	90	90	7.5	
	20	80	80	6.2	
	30	70	70	4.9	
	40	60	60	3.7	
	50	50	50	2.7	
	60	40	40	1.8	
	70	30	30	1.1	
	80	20	20	0.5	
	90	10	10	0.1	
	100	0	0	0.0	tip
Voor de liefhebbers een sheetje in elkaar geflansd:
http://home.hccnet.nl/h.van.berk/forumplaatjes/aantal rovings.xls
 
Hi Harold,

Rovings gevonden. Zie mijn bouwverslag van 1/6 SZD Bocian;
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?s=&threadid=154749

Sterkteberekening vind ik erg interessant en wil ik graag nog een keer een boom over opzetten - en dan iets in Excel gooien.

Voor het berekenen of je liggers voldoende sterk zijn voor een X aantal g, heb ik tot nu toe het volgende vergaard via RCGroups / Ollie:

Variabelen:
  • Maximum G force to be encountered
    Strength of spar material (i.e. spruce = 5600 compression)
    Vertical depth of the spar
    Cross section of spar material
    Number of spars
    Wing span
    All up weight of airplane
    Rib root height
    Rib tip height

Rules/Assumptions
Tension
  • for wood is twice as strong as compression
    Lift distribution is elliptical – but assume uniform for extra safety and simplification
    Shear forces are first derivative of lift distribution
    Bending forces are second derivative of lift distribution
    Shear is a triangle that is zero at the tip and maximum at the wings centreline
    Bending moment is a parabola that is zero and tangent at the tips, and maximum at the centre
    Bending moment distribution:
    100% center, 81% at 10%, 64% at 20%, 49% at 30%, 36% at 40%, 25% at 50%, 16% at 60%, 9% at 70%, 4% at 80%, 1 % at 90%, 0% at tips
    Highstart launch is 4-5 times the weight of the model

Berekening:
  • Calculation for hi-start for a 48" glider that weight 3 pounds
    Model weight * tension
    i.e. 3 pounds * 5 pounds tension = 15
    Each wing half creates a maxium lift of (weight * tension)/2
    i.e. (3 * 5)/2 = 7.5 pounds
    Average location of lift is on 50% of wing panel as uniform lift assumed
    As glider has 96 inch span, each panel is 48, 50% = 24 inch
    Shear is a triangle that is zero at the tip and maximum at the wings centreline
    Shear at the center (100%) is thus 7.5 pounds
    Bending moment at the center = average lift * distance to center from average lift point
    Bending moment at the center = 7.5 * 24 = 180 pounch inches
    Depth between the centers of the spar caps determines the compression and tension forces to resist the bending
    i.e. .75 inch between the spar centers, means 180/(7/8) = 206 pounds
    Strength of spruce = 5600 pounds. 206/5600 means 0.037 square inches are needed

Dit is nog in Amerikaanse eenheden. Wil het omzetten in metrisch en het model vervolmaken zodat ook bvb carbon spar caps verwerkt kunnen worden.


Arthur
 
Lijkt op dezelfde opzet. Gebruik ook dezelfde variabelen. Zou zelfde resultaat moeten geven (bij zelfde aannames van sterktes).

Zie je ook de buigmoment verdeling?

Andere belangrijke opmerking is dat treksterkte van hout 2x de druk sterkte is.
Bij hout is de ligger boven dus belangrijker dan die onder. Bij koolstof ligt dat dichter bij elkaar, maar er is moeilijk info over te vinden en het is natuurlijk ook afhankelijk van hoe netjes recht de vezels komen.
 
Hier een sterkte tabel van onderandere koolstof:

afb884.JPG


Groeten Halmar
 
Mooi. eindelijk een tabel met de druksterkte.
Voor recht koolstof (alles 1 richting) dan verdubbelen.

Even simpel om er een beetje gevoel voor te krijgen:
Koolstof = meer dan 10 x hout.

1 mm2 koolstof (1 roving van 1600 tex) vervangt 10mm2 hout.

Bijv. Een 2 mm rond vliegerstokje (3mm) vervangt een 6x6 latje.


glas lijkt bijna even goed als koolstof, maar de "rek bij breuk" is van glas meer dan 3% en van koolstof 1%.
Je hebt bij glas dus veel meer doorbuiging voordat het breekt.
Omdat je het echter in combinatie met hout gebruikt (1% rek bij breuk) is hoofdbestanddeel hout als stuk bij een derde van de maximum glas belasting.

Dus: glas met hout is maar een derde zo sterk als koolstof.

Zou je een vleugel zonder hout bouwen (schuim + glas), dan buigt de boel wel veel meer door, maar zal minder snel breken.
leuke: Als je een flexibele glas en schuim vleugel "verstevigd" met een extra houten liggertje, zal de vleugel eerder stuk gaan. Glas blijft mischien heel, maar hout gaat stuk = vleugel stuk.

Materialen moeten elkaar mooi aanvullen of anders moet het sterkste materiaal flink overheersen.

Hout en koolstof passen volgens mij wel mooi bij elkaar.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top