Ścięgna plus żywica epoksydowa w łuku wschodnim.
-
świerzynka
- Posts: 4
- Joined: Tue Nov 03, 2015 5:21 pm
Ścięgna plus żywica epoksydowa w łuku wschodnim.
Panowie, czy próbował ktoś wykonać łuk turecki(ogółem wschodni) klejąc ścięgna żywicą epoksydową , a nie naturalnym klejem? Ja jestem na etapie cięcia wysuszonych szczap i niedługo będę je giął na gorąco. O ile ktoś mi tego pomysłu nie wybije z głowy to tak czy owak spróbuję jeden łuk posklejać w taki sposób.
Re: Ścięgna plus żywica epoksydowa w łuku wschodnim.
Temat ten, a może raczej długotrwały brak odpowiedzi na niego, wzbudził ogromne emocje, oraz pytania o jego sensowność.
Nie da się ukryć, że odpowiedź na tak nieortodoksyjne połączenie materiałów naturalnych z syntetycznymi nie może być łatwa ani dwuwartościowa. To wcale nie jest zagadnienie trywialne i oczywiste, przeciwnie dotyczy bardzo skomplikowanych zagadnień mechaniki pracy wewnętrznej i wytrzymałości ramion. Jest to jedno z najtrudniejszych zagadnień inżynierskich dotyczących łucznictwa, można powiedzieć, że jest to obliczeniowe "jądro ciemności". Ale właśnie dzięki tej wielowymiarowości uważam, że jest to jedno z najciekawszych i najbardziej istotnych rozważań w zakresie wyrobu łuków. I to nie tylko teoretycznie sztuka dla sztuki lecz praktycznie, zwłaszcza dla zawodowych projektantów sprzętu wyczynowego.
Może i nie są to rozważania dla początkujących, ale postaram się w miarę przystępnie odpowiedzieć jakie są moje przemyślenia, skoro nikt inny nie podjął się jeszcze odpowiedzi. Pytanie zostało zadane w dziale dla początkujących a jego charakter dotyczył raczej zagadnienia "jak to zrobić i czy się ogólnie to da", więc decyzję o przeniesieniu lub nie mojej odpowiedzi, do innego działu pozostawiam do oceny admina Sebastiana.
Zacznę od przypomnienia oczywistej sprawy. Każdy materiał niezależnie od źródła jego pochodzenia, czy jest naturalny czy syntetyczny podczas wyginania doznaje odkształceń. Wygięcie spowodowane jest działaniem siły zewnętrznej czyli cięciwy, lub w innym ale symetrycznym ujęciu, odpychaniem majdanu. Wewnątrz ramienia wygięcie to daje się rozłożyć na dwa oddziaływania elementarne - rozciąganie grzbietu i ściśnięcie brzuśca. Największym odkształceniom a zatem i naprężeniom podlegają warstwy skrajne. Zgodnie z prawem Hooke'a im większe odkształcenie, czyli skrócenie lub wydłużenie, tym powoduje większy opór materiału poddanemu zmianie długości, a zatem zmusza strzelca do zwiększania wkładanej siły wraz ze wzrostem krzywizny łuku i rosnącą długością naciągu cięciwy. Jednostką naprężenia jest paskal [Pa] czyli siła [N] na jednostkę powierzchni [m^2] dla wygody zapisu (skróceniu ilości cyferek) dla materiałów łucznych podawana w milionach paskali czyli mega paskalach [MPa].
Należy wyraźnie odróżnić tutaj dwa zupełnie odmienne parametry fizyczne tego samego materiału, choć oba oznaczane są tą samą jednostkę fizyczną megapaskalem + jeden parametr pochodny.
- Moduł Younga, potocznie zwany sztywnością, który określa siłę stawianą przez materiał wraz ze zmianą długości. Mimo iż moduł jest stały (w granicach sprężystości czyli do przekroczenia tzw. granicy płynięcia, która jest już nieodwracalną zmianą) to siła wymagana do coraz większego napinania cięciwy rośnie bo i zmiana długości rośnie. Nawet dla tego samego materiału (o ile nie jest on izotropowy) moduł Younga przy rozciąganiu jest inny niż przy ściskaniu. Wypadkową kombinacją obu wartości jest moduł na zginanie. Jakościowe oraz ilościowe zależności potęgowe tego zjawiska starałem się przedstawić tutaj:
http://forum.arcus-lucznictwo.pl/viewto ... &start=160
konkretnie na tym rysunku http://forum.arcus-lucznictwo.pl/downlo ... &mode=view
- Wytrzymałość materiału również ma wymiar MPa. Ten parametr określa krańcowe naprężenie jakie materiał jest jeszcze w stanie znieść. Są 2 wytrzymałości: wytrzymałość do której materiał zachowuje się jeszcze sprężyście, czyli jest w stanie wrócić do poprzedniego kształtu po usunięciu obciążenia (można powiedzieć, że łuk nie doznał jeszcze ułożenia) oraz wytrzymałość całkowitą, po której przekroczeniu materiał ulegnie uszkodzeniu. Tu także wyróżniamy 3 różne wytrzymałości: na rozciąganie, na ściskanie i ich wypadkową na zginanie.
- Elastyczność jest trzecim dodatkowym parametrem, bezpośrednio wynikającym z ilorazu powyższych (wytrzymałości do modułu). Oznacza dopuszczalne wydłużenie, skrócenie lub ugięcie konkretnego materiału. Ta wartość jest podawana w procentach początkowego rozmiaru [%] (a dla zginania - dla strzałki ugięcia). Ten parametr potocznie określany jest elastycznością, choć nie jest to do końca poprawne.
Jeśli materiał ma dużą wytrzymałość a niski moduł Younga to można go z niewielką siłą rozciągnąć, skrócić lub zgiąć ale za to na znaczną odległość. Przeciwnie jeśli materiał jest sztywny (czyli duży moduł) ale mało wytrzymały to stawi duży opór ale odkształci się niewiele po czym ulegnie zniszczeniu. Jeśli moduł i wytrzymałość jest mała to siła zgięcia będzie mała i odkształcenie małe, jeśli zaś obie wartości duże to siła duża ale możliwe odkształcenie dopuszczalne pozostanie nadal niewielkie.
(Są jeszcze osobne choć mniej dotyczące łucznictwa wartości - w zależności od kierunku działania siły, tzn. czy rozciągamy i skracamy np. drewno wzdłuż, czy też w poprzek, oraz w który poprzek, czy na płask czy na sztorc - ortotropia. Są także moduły odkształceń postaciowych np. przy zmianie objętości to moduł Helmholtza, oraz odkształcenia spowodowane siłą tnącą)
Przykłady:
-ścięgna mają mały moduł ale stosunkowo dużą wytrzymałość więc dają się daleko rozciągać. Można przyjąć (+-), że potrafią się wydłużyć o około 10% (zależnie od gatunku zwierzęcia i miejsca pozyskania, grzbiet czy achilles)
- róg ma mały moduł na ściskanie ale stosunkowo duża wytrzymałość dla ściskania (ale mniejsza od drewna), zatem daje się skompresować, przyjmijmy na oko, że też o 10 % początkowej długości
- drewno (również w zależności od rodzaju i jakości) ma zarazem wysoki moduł jak i wysoką wytrzymałość. Zatem daje dużą siłę ale dopuszczalne rozciągnięcie to około 0,7 % a ściśnięcie 1%.
- Włókna szklane i węglowe mają jeszcze większe moduły i wytrzymałości, przyjmijmy rozciągnięcie na poziomie 2-3 % (a nawet niech będzie i 4% skrajnie) dla szkła i 1-2 % dla carbonu.
- Ceramiki np. beton, szkło, cegła mają małą wytrzymałość na rozciąganie ale dużą na ściskanie a przy tym duży tenże moduł. Nie łatwo beton skruszyć ściskając ale łatwo rozerwać przez utrącenie młotkiem. W celu wzmocnienia betonu na rozciąganie stosuje się zbrojenie stalowe, po stronie narażonej na rozciągnięcie. Stal także z innego względu pasuje do betonu, ponieważ ma porównywalną rozszerzalność termiczną. Wydłużają i skracają się zatem równomiernie wraz ze wzrostem i spadkiem temperatury, co zapobiega powstawaniu naprężeń wewnętrznych między nimi a zatem pękaniu.
- Kleje naturalne i wikolowate mają niższy moduł niż epoksydy i niższą wytrzymałość jednakże dużą elastyczność.
Przyjmijmy, że rozciągnięcie naturalnych też jest na poziomie ścięgien natomiast epoksydu znacznie mniej tj. góra 2-3%.
Wszystkie przytoczone dane są tylko orientacyjne, szerzej liczbowo różne włókna opisywaliśmy razem z Ghulem
w tym temacie viewtopic.php?f=5&t=3920
i Rodem http://kusznictwo.org/forum/viewtopic.p ... 3&start=10
A parametry wytrzymałościowe klejów pobieżnie dyskutowaliśmy z Mariuszem np. tutaj http://forum.arcus-lucznictwo.pl/viewto ... =36&t=4374
W zginanym materiale od strony grzbietu występują naprężenia rozciągające zmniejszające się w kolejnych warstwach-płaszczyznach ku osi obojętnej, która stanowi taką warstwę która już nie jest rozciągana, chociaż nadal uginana. Oś ta leży wewnątrz materiału, blisko środka. Po jej przekroczeniu, na kolejnych przekrojach w stronę brzuśća włókna ulegają już nie rozciągnięciu lecz skróceniu. Im bliżej warstwy skrajnej brzuśća tym naprężenia ściskające stają się większe. Gradient rozkładu tych naprężeń wewnątrz belki jest najprawdopodobniej liniowy, a przynajmniej tak się przyjmuje, bo to najprostszy z modeli.
Im belka, czy też ramie łuku jest grubsze tym te zmiany wymiarów warstw skrajnych stają się większe, oczywiście przy zachowaniu tej samej długości całkowitej łuku i tej samej długości naciągu. Odwrotnie, jeśli ramię pocieniamy z grubości to te procenty zmiany skrajnych stają się mniejsze a co za tym idzie naprężenia też maleją. Jeśli natomiast zastosujemy inne materiały, o większych modułach ale przy tej samej grubości ramienia i jego długości, to naprężenia staną się większe (więc i siła łuku wzrośnie) lecz procent skurczu/rozciągnięcia pozostanie bez zmian. Całkowite oddziaływanie ściśnięcia pozostaje w równowadze z oddziaływaniem rozciągnięcia, a jeśli moduły te różnią się między sobą to grubość warstwy rozciąganej nie będzie równa grubości strefy ściskanej. Jeśli moduł rozciągania jest większy to strefa rozciągana będzie mniejsza niż strefa ściskana i odwrotnie. Oczywiście dotyczy to najprostszego przypadku czyli ramienia obustronnie płaskiego a nie zaokrąglonego.
Mechanizmy działania ścięgien i włókna w łucznictwie różnią się od siebie. Ścięgna mają równy a czasami mniejszy moduł rozciągania niż drewno zatem równoważą to przejmując na siebie większe rozciągnięcie, rozumiane jako wydłużenie. Ale mogą to zrobić i rozciągnąć się o większy procent niż drewno bez zerwania, choć niekoniecznie wytrzymają tą samą siłę. Aby ścięgna poprawnie zadziałały muszą mieć odpowiednio dobraną grubość do grubości drewna.
Włókno szklane i podobne rozwiązania (np. wzmocnienie kablowe) mają wysoki moduł i wytrzymałość ale niską elastyczność, tj procent możliwego wydłużenia. Wzrost wysokość modułu powoduje potrzebę większej siły rozciągającej aby uzyskać to samo wydłużenie, a że drewno nie potrafi temu siłowo sprostać, to zamiast wydłużyć włókna szklane, samo ulega większemu zgniotowi, następuje więc powiększenie strefy ściskanej.
W obu przypadkach strefa ściskana urośnie lub zmaleje o taką grubość aż laminat osiągnie równowagę między tymi przeciwnymi oddziaływaniami.
Teraz, zmierzając do sedna - co to wszystko ma do kleju?
Ano to, że różne kleje też mają różny procent możliwego rozciągnięcia, a same nie wiele wnoszą do siły wobec niewielkiej ich grubości oraz faktu, iż ich moduły są słabsze niż drewno. Dla Epidianu 57 +Z1 moduł przy rozciąganiu 2635 +-289 MPa przy zawyżonej wytrzymałości (wartości innych elastyczniejszych utwardzaczy niż Z1 będą mniejsze) też na rozciąganie ale dla E5+Z1 60-80 MPa. Co daje maks 3 % możliwości dopuszczalnego wydłużenia. Widać że wartość ta jest o wiele mniejsza niż analogiczna dla ścięgien. Do tego ścięgna muszą być w grubszej warstwie co zwiększa wydłużenie grzbietu.
Czyli albo epoksyd swoją siłą nie dopuści do nadmiernego rozciągnięcia siebie i ścięgien albo skruszeje i pęknie. W obu przypadkach nie będzie to współgrało ze ścięgnami i nie pozwoli wykorzystać ich zalet. Natomiast w połączeniu z włóknem szklanym ma to sens gdyż i żywica i włókno maja porównywalną rozciągliwość.
Zupełnie odwrotne zalety mają kleje naturalne, więc będą współgrać z zachowaniem i parametrami warstwy ścięgnistej, ale w połączeniu z włóknem szklanym ich potencjalna elastyczność nie zostanie w pełni wykorzystana.
Podsumowując: albo szkło ograniczy elastyczność kleju albo żywica elastyczność ścięgien.
Ilościowe policzenie laminatów, tj. ich wypadkowego modułu wielu warstw, generowanej siły, przesunięcia strefy rozciąganej, wzajemnych proporcji, kąta r/c czy elastyczności jest piekielnie trudne inżyniersko, ale myślę że realne. Oczywiście jeśli przyjąć wstępnie pewne uproszczenia wynikające z braku szczegółowych danych eksperymentalno-pomiarowych. Przynajmniej dla laminatów dwuwarstwowych. Ale to nie tutaj i nie dzisiaj.
Odpowiedziałem najlepiej i najprościej jak umiałem, choć podszedłem do zagadnienia od zdecydowanie innej strony niż pierwotne intencje pytającego. Koniec końców sklejenie tytułowe syntetyka z naturalem pewnie na upartego jest możliwe przy doborze odpowiedniej mieszanki epoksydu, ale wg. mnie będzie mało efektywne w porównaniu z możliwościami materiałów o zbliżonym pochodzeniu.
Nie da się ukryć, że odpowiedź na tak nieortodoksyjne połączenie materiałów naturalnych z syntetycznymi nie może być łatwa ani dwuwartościowa. To wcale nie jest zagadnienie trywialne i oczywiste, przeciwnie dotyczy bardzo skomplikowanych zagadnień mechaniki pracy wewnętrznej i wytrzymałości ramion. Jest to jedno z najtrudniejszych zagadnień inżynierskich dotyczących łucznictwa, można powiedzieć, że jest to obliczeniowe "jądro ciemności". Ale właśnie dzięki tej wielowymiarowości uważam, że jest to jedno z najciekawszych i najbardziej istotnych rozważań w zakresie wyrobu łuków. I to nie tylko teoretycznie sztuka dla sztuki lecz praktycznie, zwłaszcza dla zawodowych projektantów sprzętu wyczynowego.
Może i nie są to rozważania dla początkujących, ale postaram się w miarę przystępnie odpowiedzieć jakie są moje przemyślenia, skoro nikt inny nie podjął się jeszcze odpowiedzi. Pytanie zostało zadane w dziale dla początkujących a jego charakter dotyczył raczej zagadnienia "jak to zrobić i czy się ogólnie to da", więc decyzję o przeniesieniu lub nie mojej odpowiedzi, do innego działu pozostawiam do oceny admina Sebastiana.
Zacznę od przypomnienia oczywistej sprawy. Każdy materiał niezależnie od źródła jego pochodzenia, czy jest naturalny czy syntetyczny podczas wyginania doznaje odkształceń. Wygięcie spowodowane jest działaniem siły zewnętrznej czyli cięciwy, lub w innym ale symetrycznym ujęciu, odpychaniem majdanu. Wewnątrz ramienia wygięcie to daje się rozłożyć na dwa oddziaływania elementarne - rozciąganie grzbietu i ściśnięcie brzuśca. Największym odkształceniom a zatem i naprężeniom podlegają warstwy skrajne. Zgodnie z prawem Hooke'a im większe odkształcenie, czyli skrócenie lub wydłużenie, tym powoduje większy opór materiału poddanemu zmianie długości, a zatem zmusza strzelca do zwiększania wkładanej siły wraz ze wzrostem krzywizny łuku i rosnącą długością naciągu cięciwy. Jednostką naprężenia jest paskal [Pa] czyli siła [N] na jednostkę powierzchni [m^2] dla wygody zapisu (skróceniu ilości cyferek) dla materiałów łucznych podawana w milionach paskali czyli mega paskalach [MPa].
Należy wyraźnie odróżnić tutaj dwa zupełnie odmienne parametry fizyczne tego samego materiału, choć oba oznaczane są tą samą jednostkę fizyczną megapaskalem + jeden parametr pochodny.
- Moduł Younga, potocznie zwany sztywnością, który określa siłę stawianą przez materiał wraz ze zmianą długości. Mimo iż moduł jest stały (w granicach sprężystości czyli do przekroczenia tzw. granicy płynięcia, która jest już nieodwracalną zmianą) to siła wymagana do coraz większego napinania cięciwy rośnie bo i zmiana długości rośnie. Nawet dla tego samego materiału (o ile nie jest on izotropowy) moduł Younga przy rozciąganiu jest inny niż przy ściskaniu. Wypadkową kombinacją obu wartości jest moduł na zginanie. Jakościowe oraz ilościowe zależności potęgowe tego zjawiska starałem się przedstawić tutaj:
http://forum.arcus-lucznictwo.pl/viewto ... &start=160
konkretnie na tym rysunku http://forum.arcus-lucznictwo.pl/downlo ... &mode=view
- Wytrzymałość materiału również ma wymiar MPa. Ten parametr określa krańcowe naprężenie jakie materiał jest jeszcze w stanie znieść. Są 2 wytrzymałości: wytrzymałość do której materiał zachowuje się jeszcze sprężyście, czyli jest w stanie wrócić do poprzedniego kształtu po usunięciu obciążenia (można powiedzieć, że łuk nie doznał jeszcze ułożenia) oraz wytrzymałość całkowitą, po której przekroczeniu materiał ulegnie uszkodzeniu. Tu także wyróżniamy 3 różne wytrzymałości: na rozciąganie, na ściskanie i ich wypadkową na zginanie.
- Elastyczność jest trzecim dodatkowym parametrem, bezpośrednio wynikającym z ilorazu powyższych (wytrzymałości do modułu). Oznacza dopuszczalne wydłużenie, skrócenie lub ugięcie konkretnego materiału. Ta wartość jest podawana w procentach początkowego rozmiaru [%] (a dla zginania - dla strzałki ugięcia). Ten parametr potocznie określany jest elastycznością, choć nie jest to do końca poprawne.
Jeśli materiał ma dużą wytrzymałość a niski moduł Younga to można go z niewielką siłą rozciągnąć, skrócić lub zgiąć ale za to na znaczną odległość. Przeciwnie jeśli materiał jest sztywny (czyli duży moduł) ale mało wytrzymały to stawi duży opór ale odkształci się niewiele po czym ulegnie zniszczeniu. Jeśli moduł i wytrzymałość jest mała to siła zgięcia będzie mała i odkształcenie małe, jeśli zaś obie wartości duże to siła duża ale możliwe odkształcenie dopuszczalne pozostanie nadal niewielkie.
(Są jeszcze osobne choć mniej dotyczące łucznictwa wartości - w zależności od kierunku działania siły, tzn. czy rozciągamy i skracamy np. drewno wzdłuż, czy też w poprzek, oraz w który poprzek, czy na płask czy na sztorc - ortotropia. Są także moduły odkształceń postaciowych np. przy zmianie objętości to moduł Helmholtza, oraz odkształcenia spowodowane siłą tnącą)
Przykłady:
-ścięgna mają mały moduł ale stosunkowo dużą wytrzymałość więc dają się daleko rozciągać. Można przyjąć (+-), że potrafią się wydłużyć o około 10% (zależnie od gatunku zwierzęcia i miejsca pozyskania, grzbiet czy achilles)
- róg ma mały moduł na ściskanie ale stosunkowo duża wytrzymałość dla ściskania (ale mniejsza od drewna), zatem daje się skompresować, przyjmijmy na oko, że też o 10 % początkowej długości
- drewno (również w zależności od rodzaju i jakości) ma zarazem wysoki moduł jak i wysoką wytrzymałość. Zatem daje dużą siłę ale dopuszczalne rozciągnięcie to około 0,7 % a ściśnięcie 1%.
- Włókna szklane i węglowe mają jeszcze większe moduły i wytrzymałości, przyjmijmy rozciągnięcie na poziomie 2-3 % (a nawet niech będzie i 4% skrajnie) dla szkła i 1-2 % dla carbonu.
- Ceramiki np. beton, szkło, cegła mają małą wytrzymałość na rozciąganie ale dużą na ściskanie a przy tym duży tenże moduł. Nie łatwo beton skruszyć ściskając ale łatwo rozerwać przez utrącenie młotkiem. W celu wzmocnienia betonu na rozciąganie stosuje się zbrojenie stalowe, po stronie narażonej na rozciągnięcie. Stal także z innego względu pasuje do betonu, ponieważ ma porównywalną rozszerzalność termiczną. Wydłużają i skracają się zatem równomiernie wraz ze wzrostem i spadkiem temperatury, co zapobiega powstawaniu naprężeń wewnętrznych między nimi a zatem pękaniu.
- Kleje naturalne i wikolowate mają niższy moduł niż epoksydy i niższą wytrzymałość jednakże dużą elastyczność.
Przyjmijmy, że rozciągnięcie naturalnych też jest na poziomie ścięgien natomiast epoksydu znacznie mniej tj. góra 2-3%.
Wszystkie przytoczone dane są tylko orientacyjne, szerzej liczbowo różne włókna opisywaliśmy razem z Ghulem
w tym temacie viewtopic.php?f=5&t=3920
i Rodem http://kusznictwo.org/forum/viewtopic.p ... 3&start=10
A parametry wytrzymałościowe klejów pobieżnie dyskutowaliśmy z Mariuszem np. tutaj http://forum.arcus-lucznictwo.pl/viewto ... =36&t=4374
W zginanym materiale od strony grzbietu występują naprężenia rozciągające zmniejszające się w kolejnych warstwach-płaszczyznach ku osi obojętnej, która stanowi taką warstwę która już nie jest rozciągana, chociaż nadal uginana. Oś ta leży wewnątrz materiału, blisko środka. Po jej przekroczeniu, na kolejnych przekrojach w stronę brzuśća włókna ulegają już nie rozciągnięciu lecz skróceniu. Im bliżej warstwy skrajnej brzuśća tym naprężenia ściskające stają się większe. Gradient rozkładu tych naprężeń wewnątrz belki jest najprawdopodobniej liniowy, a przynajmniej tak się przyjmuje, bo to najprostszy z modeli.
Im belka, czy też ramie łuku jest grubsze tym te zmiany wymiarów warstw skrajnych stają się większe, oczywiście przy zachowaniu tej samej długości całkowitej łuku i tej samej długości naciągu. Odwrotnie, jeśli ramię pocieniamy z grubości to te procenty zmiany skrajnych stają się mniejsze a co za tym idzie naprężenia też maleją. Jeśli natomiast zastosujemy inne materiały, o większych modułach ale przy tej samej grubości ramienia i jego długości, to naprężenia staną się większe (więc i siła łuku wzrośnie) lecz procent skurczu/rozciągnięcia pozostanie bez zmian. Całkowite oddziaływanie ściśnięcia pozostaje w równowadze z oddziaływaniem rozciągnięcia, a jeśli moduły te różnią się między sobą to grubość warstwy rozciąganej nie będzie równa grubości strefy ściskanej. Jeśli moduł rozciągania jest większy to strefa rozciągana będzie mniejsza niż strefa ściskana i odwrotnie. Oczywiście dotyczy to najprostszego przypadku czyli ramienia obustronnie płaskiego a nie zaokrąglonego.
Mechanizmy działania ścięgien i włókna w łucznictwie różnią się od siebie. Ścięgna mają równy a czasami mniejszy moduł rozciągania niż drewno zatem równoważą to przejmując na siebie większe rozciągnięcie, rozumiane jako wydłużenie. Ale mogą to zrobić i rozciągnąć się o większy procent niż drewno bez zerwania, choć niekoniecznie wytrzymają tą samą siłę. Aby ścięgna poprawnie zadziałały muszą mieć odpowiednio dobraną grubość do grubości drewna.
Włókno szklane i podobne rozwiązania (np. wzmocnienie kablowe) mają wysoki moduł i wytrzymałość ale niską elastyczność, tj procent możliwego wydłużenia. Wzrost wysokość modułu powoduje potrzebę większej siły rozciągającej aby uzyskać to samo wydłużenie, a że drewno nie potrafi temu siłowo sprostać, to zamiast wydłużyć włókna szklane, samo ulega większemu zgniotowi, następuje więc powiększenie strefy ściskanej.
W obu przypadkach strefa ściskana urośnie lub zmaleje o taką grubość aż laminat osiągnie równowagę między tymi przeciwnymi oddziaływaniami.
Teraz, zmierzając do sedna - co to wszystko ma do kleju?
Ano to, że różne kleje też mają różny procent możliwego rozciągnięcia, a same nie wiele wnoszą do siły wobec niewielkiej ich grubości oraz faktu, iż ich moduły są słabsze niż drewno. Dla Epidianu 57 +Z1 moduł przy rozciąganiu 2635 +-289 MPa przy zawyżonej wytrzymałości (wartości innych elastyczniejszych utwardzaczy niż Z1 będą mniejsze) też na rozciąganie ale dla E5+Z1 60-80 MPa. Co daje maks 3 % możliwości dopuszczalnego wydłużenia. Widać że wartość ta jest o wiele mniejsza niż analogiczna dla ścięgien. Do tego ścięgna muszą być w grubszej warstwie co zwiększa wydłużenie grzbietu.
Czyli albo epoksyd swoją siłą nie dopuści do nadmiernego rozciągnięcia siebie i ścięgien albo skruszeje i pęknie. W obu przypadkach nie będzie to współgrało ze ścięgnami i nie pozwoli wykorzystać ich zalet. Natomiast w połączeniu z włóknem szklanym ma to sens gdyż i żywica i włókno maja porównywalną rozciągliwość.
Zupełnie odwrotne zalety mają kleje naturalne, więc będą współgrać z zachowaniem i parametrami warstwy ścięgnistej, ale w połączeniu z włóknem szklanym ich potencjalna elastyczność nie zostanie w pełni wykorzystana.
Podsumowując: albo szkło ograniczy elastyczność kleju albo żywica elastyczność ścięgien.
Ilościowe policzenie laminatów, tj. ich wypadkowego modułu wielu warstw, generowanej siły, przesunięcia strefy rozciąganej, wzajemnych proporcji, kąta r/c czy elastyczności jest piekielnie trudne inżyniersko, ale myślę że realne. Oczywiście jeśli przyjąć wstępnie pewne uproszczenia wynikające z braku szczegółowych danych eksperymentalno-pomiarowych. Przynajmniej dla laminatów dwuwarstwowych. Ale to nie tutaj i nie dzisiaj.
Odpowiedziałem najlepiej i najprościej jak umiałem, choć podszedłem do zagadnienia od zdecydowanie innej strony niż pierwotne intencje pytającego. Koniec końców sklejenie tytułowe syntetyka z naturalem pewnie na upartego jest możliwe przy doborze odpowiedniej mieszanki epoksydu, ale wg. mnie będzie mało efektywne w porównaniu z możliwościami materiałów o zbliżonym pochodzeniu.
Re: Ścięgna plus żywica epoksydowa w łuku wschodnim.
Dorzucę moje 3 grosze.
Bezapelacyjnie zgadzam się z wywodem Sandana. Teoretycznie mógłbyś uzyskać mieszankę epoksydową o podobnych właściwościach co naturalny klej rybi czy kostny. Mam na myśli stosowne proporcje żywicy i utwardzacza oraz zastosowanie tychże o odpowiednich właściwościach mechanicznych. Wiem że istnieją kleje dwuskładnikowe o zwiększonej elastyczności bo takie widziałem na własne oczy. Jednak jak pracowały by w takim połączeniu jest to niewiadoma raczej do wyjaśnienia na drodze eksperymentu.
Moje doświadczenia pokazują raczej że twierdzenie przedmówcy jest prawdziwe jak też i konkluzja. Do żywicy raczej należy zastosować włókna syntetyczne typu szkło, węgiel, aramid, dynema, spektra itp.
Pozostaje jeszcze cena takiej mieszanki, być może robionej na zamówienie. Zakładam, po rozmowach z miejscowym producentem żywic, że taniej będzie kupić klej naturalny. Dużo taniej.
Bezapelacyjnie zgadzam się z wywodem Sandana. Teoretycznie mógłbyś uzyskać mieszankę epoksydową o podobnych właściwościach co naturalny klej rybi czy kostny. Mam na myśli stosowne proporcje żywicy i utwardzacza oraz zastosowanie tychże o odpowiednich właściwościach mechanicznych. Wiem że istnieją kleje dwuskładnikowe o zwiększonej elastyczności bo takie widziałem na własne oczy. Jednak jak pracowały by w takim połączeniu jest to niewiadoma raczej do wyjaśnienia na drodze eksperymentu.
Moje doświadczenia pokazują raczej że twierdzenie przedmówcy jest prawdziwe jak też i konkluzja. Do żywicy raczej należy zastosować włókna syntetyczne typu szkło, węgiel, aramid, dynema, spektra itp.
Pozostaje jeszcze cena takiej mieszanki, być może robionej na zamówienie. Zakładam, po rozmowach z miejscowym producentem żywic, że taniej będzie kupić klej naturalny. Dużo taniej.
Jestem polakiem gorszego sortu
-
świerzynka
- Posts: 4
- Joined: Tue Nov 03, 2015 5:21 pm
Re: Ścięgna plus żywica epoksydowa w łuku wschodnim.
W epoksydach siedzę ładnych kilka lat, wykonuje formy. Tak sobie wymyśliłem spróbować czegoś takiego i chodzi mi po głowie Epidian 601 którego używam na okrągło i utwardzacz Pac. Jak już coś tam pokleję to dam znać.