PiotrCh pisze: ↑2019-05-22, 10:37
sztywność - miara oporu pręta na deformację pod wpływem siły wymuszającej - zewnętrznej.
sprężystość - cecha materiału z jakiego wykonany jest pręt mówiąca o tym, że po odciążeniu pręt wraca do pierwotnego kształtu (brak odkształceń trwałych przy krótkotrwałym obciążeniu)
podatność - odwrotność sztywności
E*I - sztywność na zginanie - zależy od materiału i od przekroju
E - moduł Younga - nie zależy od przekroju a od materiału
I - geometryczny moment bezwładności - nie zależy od materiału a od przekroju pręta
(...)
Teraz co się stanie jak odejmiemy trochę z I - w pręcie będzie pustka powietrzna (powietrze nie dodaje sztywności).
(...)
I po tym wywodzie PiotraCh można by temat uważać za wyjaśniony.
No to teraz łopatologicznie:
Jak okorujemy gałązke i potem ją zginamy mocno, tak żeby pooglądac jak włókna drewna w niej zaczynają pękać, to widzimy że z jednej strony włókna drewniane są rozrywane a z drugiej strony są ściskane, kompresowane.
Otóż przy zginaniu jedne włókna pracują na ściskanie a drugie na rozciąganie.
Inżynierowie mówią o modelu matematycznym takiej łamanej (lub inaczej tam maltretowanej) gałązki czy dowolnego innego podłużnego przedmiotu: "belka" i cała teoria matematyczna została napisana na temat "maltretowania belek" zginaniem, ściskaniem, tudzież skręcaniem, mocowaniem przegubowym i innetakie.
Dla łopatologicznego wyjaśnienia sprawy wystarczy, że zauważymy iż przy łamaniu gałązki włókna z jednej strony są rozciągane, włókna z drugiej strony są ściskane, a włókna pośrodku - no właściwie ani jedno ani drugie.
Stąd powstał pomysł na "belki" (w rozumienu inżynierskim używam tu słowa "belki") zoptymalizowanej pod pracę zginaniem, belki która ma dużo materiału "na brzegach" to jest tam gdzie toto pracuje, a mało materiału "na środkach" to jest tam gdzie i tak włókno nie pracuje.
Rozwiązania praktyczne takich belek są dwa, albo profil z pustką w środku (różnech kształtów rurki i rurkopodobne ), albo profil dwuteownika, czyli takiej belki która wygląda jak dwie litery "T" sklejone nóżkami.
Dużo na brzegach mało na środku.
I tu dochodzimy do sedna profili węglowych typu rurka. One
są przeznaczone do samodzielnego pracowania na zginanie.
Gdy zgina się taką rurkę to włókna jednej strony się rozciągaja a drugiej ściskają, zaś środek który i tak by nie pracował i się by marnował - jest "wybrany".
W lutnictwie stosując węgiel do wzmacniania gryfu potrzebujemy go zaaplikowac w inny sposób, niejako "lokalnie"
jako dodatek wprowadzony do gałązki / belki tam gdzie włókienka drewna są silnie rozciągane lub ściskane (upraszczam lekko) tak więc taka "optymalizacja elementu pod jego samodzielną pracę na zginanie" - niczego nam w tym przypadku nie dodaje.
Podsumowując:
Profil węglowy "z wybranym środkiem" można w praktyce zaaplikować tam gdzie się włókna silnie ściskają (example #3) tak samo jak się stosuje pręt ze środkiem niewybranym, uzyskując (w praktyce) dość podobny skutek, zależny od powierzchni przekroju. Troche tracimy na "powietrzu", i Piotr zrobił z tej "utraty na powietrzu" większy wykład.
Można liczyć, można ocenić na intuicję.
Jak ktoś ma więc tanie profile tego rodzaju to czemubynie.
Zadziała jeśli zaaplikujemy tam gdzie włókna są silnie ściskane.
Natomiast jeśli ktoś rozważa zaaplikowanie takiego rurkowego profilu węglowego "przez środek" gryfu, (examlpe #1) i jest to profil na tyle "gruby" że głęboko sięga w gryf, to nawet na oko ma to sporo sensu - jedna włókna profilu będą ściskane inne rozciągane, a wybrany pusty środek wypada tam gdzie włókna nie pracują i tak.
(rysujnek z:
https://theartoflutherie.com/carbon-fib ... -2-design/ )