Сообщений в теме: 61

[slavaiv]

Доброго всем дня! Я планирую делать новое перо руля на своей яхте, и сейчас всерьез задумался над тем, чтобы сделать баллер из углепластика. Предварительные рассчеты показывают, что выточить баллер из нержавейки будет стоить не меньше, а похоже что даже дороже чем из выклеить из угля. Кроме того некоторые хорошо известные гонщики рекомендовали даже перо из угля сделать. Вообщем, идея интересная. Но есть несколько вопросов, может кто поможет на них найти ответы. 1. Как правильно изготовить такой баллер. Я примерно представляю себе процесс так. На "палку"-пуансон перекрестно наматываем ленты углеткани с пропиткой необходимое количество раз. Затем сверху зажимаем между двумя полвинками трубы, разрезанной вдоль. Все это творение можно поместить в "микроволновку" , и подогреть до полной полимеризации. Правильно ли я считаю? может кто знает как изготавливают эти узлы на транспаках и подобных лодках? 2. Как взаимодействует углепластиковый баллер с подшипниками? Если баллер из металла, он скользит по бронзовому подшипник. Ничего страшного не происходит. А как обстоят дела когда он из угля? Ведь не желательно наверное, чтобы углепластик терся по чем-то. 3. Как правильно расчитывать прочность углекомпозита? Какую [сигму] брать в рассчет? Какой запас прочности должен иметь материал для баллера? Спасибо заранее

[lop]

Кажется вы ищете себе приключений там, где без них легко можно обойтись. Ни разу не специалист по баллерам, с углём работать приходилось, и могу посоветовать не начинать серьёзной работы с углепластиком на ответственных деталях, лучше сначала поотачивать навык на неответственных. Ну, латы там замутить, полочки какие-нибудь. Всё-таки сломанный баллер должно быть очень неприятная штука.

Сообщение отредактировал lop: 11 января 2012 - 23:53

[mike_NN]

Доброго всем дня!

Я планирую делать новое перо руля на своей яхте, и сейчас всерьез задумался над тем, чтобы сделать баллер из углепластика.

Предварительные рассчеты показывают, что выточить баллер из нержавейки будет стоить не меньше, а похоже что даже дороже чем из выклеить из угля. Кроме того некоторые хорошо известные гонщики рекомендовали даже перо из угля сделать.
Вообщем, идея интересная. Но есть несколько вопросов, может кто поможет на них найти ответы.

1. Как правильно изготовить такой баллер. Я примерно представляю себе процесс так. На "палку"-пуансон перекрестно наматываем ленты углеткани с пропиткой необходимое количество раз. Затем сверху зажимаем между двумя полвинками трубы, разрезанной вдоль. Все это творение можно поместить в "микроволновку" , и подогреть до полной полимеризации.

Правильно ли я считаю? может кто знает как изготавливают эти узлы на транспаках и подобных лодках?

2. Как взаимодействует углепластиковый баллер с подшипниками? Если баллер из металла, он скользит по бронзовому подшипник. Ничего страшного не происходит. А как обстоят дела когда он из угля? Ведь не желательно наверное, чтобы углепластик терся по чем-то.

3. Как правильно расчитывать прочность углекомпозита? Какую [сигму] брать в рассчет? Какой запас прочности должен иметь материал для баллера?

Спасибо заранее

1. Сечение выгодней брать прямоугольное. И обязательно формовать с вакуумом. Перекрестно надо мотать примерно 20% для скручивающих нагрузок. Основу надо набирать однонаправленным.

2. Надо использовать стальную обойму. Примерно так ftp://ftp.jefa.com/rudder/examples/rudder-carbon-020.pdf
И подшипники надо брать роликовые.

А что за яхта?

[slavaiv]

1. Сечение выгодней брать прямоугольное. И обязательно формовать с вакуумом. Перекрестно надо мотать примерно 20% для скручивающих нагрузок. Основу надо набирать однонаправленным.

2. Надо использовать стальную обойму. Примерно так ftp://ftp.jefa.com/rudder/examples/rudder-carbon-020.pdf
И подшипники надо брать роликовые.

А что за яхта?

Спасибо большое за ответы! Это уже несколько проливает свет на ситуацию.

Яхта - "полутонник".
Длина: 9.200
Ширина: 2.500
Осадка: 1.500
Площадь основных парусов: 42 кв.м
Площадь спинакера: 50 кв.м
Водоизмещение: 3,015т.

Вот фотки:
http://sailing.zp.ua...10/DSC_0891.jpg
http://cs5309.vkonta.../y_0f867823.jpg

Да... Прямоугольное сечение и решение с подшипниками интересное и неожиданное. Но для реализации такой конструкции точно надо знать [сигму] углепластика.
А как производится герметизация подшипников? особенно нижнего. Шариковый подшипник подразумевает наличие смазки.
А ссылка очень полезная! Спасибо!

2 lop: разумеется, баллер очень ответственный узел. Но надо взвесить все за и против

[rex_uk]

Ну а шо,неплохая идея...Только почему из кгля,а не из стекла...Другое - ...если при нагрзке поломается балео....то при наличии угольеного баллера,который не првредился....можем поиметь вырванные болты или выованный транец?...такое может быть(теоретически) при сильно переукрепленном баллере и забытом всем остольном? Пысы - если укреплять все остальное(а я бы делал),то насколько знаю,эпоксидка на полиефирку.....фуйня получается.Лодочка из чего?

Сообщение отредактировал rex_uk: 12 января 2012 - 00:59

[Какер]

задумался над тем, чтобы сделать баллер из углепластика

Коллега, подскажите, где уголь берёте?

[amariner]

грубо, для надежности, вы должны взять нагрузку на перо руля равную весу лодки. Отсюда и пляшите. Я бы взял коэффициент запаса в этом узле не менее х5 по пределу прочности на изгиб. Подозреваю миллиметров 100 диаметром и толщиной стенки мм 8 получится. Формовать продольными лентами, намотка, как по сути правильно говорили здесь до 25%. Не понятно предложение квадратного сечения. Узел подшипника - ерунда, заформовываете бронзовую или нерж обойму, а подшипник хоть капролон. О какой течи вы говорите, у вас нет гельмпортовой трубы?

Сообщение отредактировал amariner: 12 января 2012 - 03:42

[amariner]

скручивающий момент на баллере для стандартного подвесного яхтенного руля обычно раз в 10 меньше момента изгибающего. Мы же говорим о подвесном двухопорном руле?

[amariner]

почитайте (хотя бы у Колса) о трагедии фастнетской гонки, где углепластиковые рули ломались, а люди гибли

[rex_uk]

почитайте (хотя бы у Колса) о трагедии фастнетской гонки, где углепластиковые рули ломались, а люди гибли

Тогда уголь на лодках не применял,вам должно быть это изветно....

почитайте (хотя бы у Колса) о трагедии фастнетской гонки, где углепластиковые рули ломались, а люди гибли

Тогда уголь на лодках не применял,вам должно быть это изветно....

почитайте (хотя бы у Колса) о трагедии фастнетской гонки, где углепластиковые рули ломались, а люди гибли

Тогда уголь на лодках не применял,вам должно быть это изветно....нечего уголь мешать с колсом...ерш получается,ей богу!

Сообщение отредактировал rex_uk: 12 января 2012 - 04:02

[rex_uk]

Извиняюсь за тройное повторение,это глюк форума!

[amariner]

Тогда уголь на лодках не применял,вам должно быть это изветно....


Тогда уголь на лодках не применял,вам должно быть это изветно....


Тогда уголь на лодках не применял,вам должно быть это изветно....нечего уголь мешать с колсом...ерш получается,ей богу!

Применяли.
из книги А.Колса "Под парусом в шторм"
Как правило, причиной аварий были удары волн, после которых повреждались рубки и палубы, ломались мачты и заливались внутренние помещения. Нередко ломались рули, особенно на яхтах, участвовавших в гонках на Адмиральский кубок, однако более чем у половины этих яхт поломка руля связана с неудачной конструкцией и применением нового материала - углепластика, который используется для облегчения кормы, а следовательно, улучшения ходовых качеств и получения преимуществ при обмере. Поломка баллера руля в конечном счете привела к гибели людей на двух яхтах. Яхта "Ганслингер" около получаса шла против ветра на помощь другой яхте, затем около 20 минут штормовала под рангоутом, а потом дрейфовала на попутном волнении. После двух часов дрейфа волной сломало углепластиковый баллер руля, яхту развернуло, накренило на 90°, а затем следующей волной перевернуло на 180°. На яхте "Трофи" стеклопластиковое перо руля обломилось при ударе о другую яхту. Это привело к гибели трех человек на "Трофи". Среди яхт I класса только "Голден Эппл" пострадала из-за поломки баллера руля. Она обогнула скалу Фастнет во вторник в 0.05, в 10.00 углепластиковый баллер руля треснул, а в 12.45 обломился. Был сделан временный руль, но его сломало в 40 милях от скалы Бишоп. Яхту пришлось оставить, затем ее отбуксировали спасательные катера. На целом ряде яхт I и II класса были сломаны рули, но им удалось дойти с временным рулем или воспользоваться помощью буксиров.

[Nota]

Да... Прямоугольное сечение и решение с подшипниками интересное и неожиданное. Но для реализации такой конструкции точно надо знать [сигму] углепластика.
А как производится герметизация подшипников? особенно нижнего. Шариковый подшипник подразумевает наличие смазки.
А ссылка очень полезная! Спасибо!

2 lop: разумеется, баллер очень ответственный узел. Но надо взвесить все за и против

Для реализации любой конструкции надо знать "[сигму]". Для угля её не проблема посмотреть в каком-нибудь справочнике. Проблема поиметь технологию, чтоб её достигнуть. У нержавейки или алюминия такой проблемы нет. Практически, что написано в справочнике, то и имеем ( с поправкой на сварку). Так что "[сигму]" для угля вам придётся узнавать самому, через испытание образцов.

Несколько фотографий намотки прилагаю, может будут полезны. Фото отсюда https://secure.flick.../detail/?page=2

П.С Не знаю как вы считали стоимость, но мне кажется угольный баллер раз в пять...десять дороже нержавеющего.

Прикрепленные изображения

• 
• 
• 
• 
• 

[kaa39518]

Я планирую делать новое перо руля на своей яхте, и сейчас всерьез задумался над тем, чтобы сделать баллер из углепластика.

В чем плюс этого решения? Я бы понял, если бы разговор шел о мачте... Зачем выигрывать вес там где нужен балласт?

[Xenos WIGHT]

...
П.С Не знаю как вы считали стоимость, но мне кажется угольный баллер раз в пять...десять дороже нержавеющего.

Ещё интересно, чем чернина не угодила...

[БАР]

Подозреваю миллиметров 100 диаметром и толщиной стенки мм 8 получится.

При таких размерах может проще взять толстостенную алюминиевую трубу? И возни меньше, и делать проще и по весу близко будет.

[Какер]

П.С Не знаю как вы считали стоимость, но мне кажется угольный баллер раз в пять...десять дороже нержавеющего.

Парадоксы украинской экономики. У нас строить из сэндвича дешевле, чем из фанеры.

[slavaiv]

Большое спасибо всем кто откликнулся!!!
Постараюсь поотвечать.

Amariner: грубо, для надежности, вы должны взять нагрузку на перо руля равную весу лодки. Отсюда и пляшите. Я бы взял коэффициент запаса в этом узле не менее х5 по пределу прочности на изгиб. Подозреваю миллиметров 100 диаметром и толщиной стенки мм 8 получится.

Мой предварительный расчет дает 60мм в диаметре с толщиной стенки порядка 20мм. В рассчет взял пятикратный запас прочности. 100мм это слишком большое лобовое сопротивление.

Amariner: Формовать продольными лентами, намотка, как по сути правильно говорили здесь до 25%.
Не понятно предложение квадратного сечения.
Узел подшипника - ерунда, заформовываете бронзовую или нерж обойму, а подшипник хоть капролон.

Отлично! тоже спасибо!

Amariner: О какой течи вы говорите, у вас нет гельмпортовой трубы?

Я говорил о герметизации шарикового подшипника от воды. В лодке то все герметично, разумеется, но меня интересовало взаимодействие подшипника с водой. Ведь по хорошему ему смазка нужна. Ну если только он не из металлов. Но этот вопрос отпадает, если сделать так, как Вы описали выше.

Кстати, очень классный ресурс подсказал mike_NN, за что спасибо ему.

Amariner: Мы же говорим о подвесном двухопорном руле?

Да, пардон, что сразу не уточнил. Речь идет о консольно закрепленном баллансирном руле.

Amariner:почитайте (хотя бы у Колса) о трагедии фастнетской гонки, где углепластиковые рули ломались, а люди гибли

Разумеется, Сергей, руль это очень важный узел. Надо выяснить что нужно, и насколько это совпадает с возможностями.

ka39512: В чем плюс этого решения? Я бы понял, если бы разговор шел о мачте... Зачем выигрывать вес там где нужен балласт?

В оконечностях вес желательным не бывает . Ну а главное, моя лодка имеет повышенную чувствительность к дифференту на корму и вообще к весу. Лучше иметь этот вес в виде экипажа на борту.

Xenos: Ещё интересно, чем чернина не угодила

БАР: При таких размерах может проще взять толстостенную алюминиевую трубу? И возни меньше, и делать проще и по весу близко будет.

Спасибо, это тоже варианты. Чернь просто ржавеет, а алюминий послабей стали то будет. Но выигрыш в весе будет конечно.

Какер: Парадоксы украинской экономики. У нас строить из сэндвича дешевле, чем из фанеры.

Это уж точно .

Nota, спасибо за пояснения и фотографии - помогло.

[Xenos WIGHT]

...
Спасибо, это тоже варианты. Чернь просто ржавеет, а алюминий послабей стали то будет. Но выигрыш в весе будет конечно.
...

Ежели покрасить, ржаветь не будет, а красить в любом случае придётся, иначе водяная живность облюбует баллер для ПМЖ. Хорошие цельностянутые трубы из хорошей стали можно цельностянуть у нефтяников, например.

[mike_NN]

Ежели покрасить, ржаветь не будет, а красить в любом случае придётся, иначе водяная живность облюбует баллер для ПМЖ. Хорошие цельностянутые трубы из хорошей стали можно цельностянуть у нефтяников, например.

Где покрасить? В районе подшипников?
Какая живность?
Сколько баллеров вы сделали, прежде чем давать такие советы?

[Xenos WIGHT]

Где покрасить? В районе подшипников?
Какая живность?
Сколько баллеров вы сделали, прежде чем давать такие советы?

Пока один... из пресловутой стальной трубы, взятой у нефтяников. Как и указано в проекте. Может, лучше у конструктора спросить, сколько баллеров он сделал, прежде чем такие проекты продавать?

[mike_NN]

Пока один... из пресловутой стальной трубы, взятой у нефтяников. Как и указано в проекте. Может, лучше у конструктора спросить, сколько баллеров он сделал, прежде чем такие проекты продавать?

И как, не ржавеет?

[Xenos WIGHT]

И как, не ржавеет?

Ржавеет, конечно, поелику сейчас некрашеный на улице под снегом лежит, своей очереди дожидается Если отпескоструить и покрасить нормально - не будет ржаветь. Гребаные валы вот народ давно приспособился делать из чернины - чем баллер-то хуже?

[Краснощеков Евгений]

Ржавеет, конечно, поелику сейчас некрашеный на улице под снегом лежит, своей очереди дожидается Если отпескоструить и покрасить нормально - не будет ржаветь. Гребаные валы вот народ давно приспособился делать из чернины - чем баллер-то хуже?

Ну хочет человек... просто ХОЧЕТ... чё непонятного? Пусть делает.

[lop]

Среди виндсерфингистов тоже встречаются фанаты карбона. Причём их любовь к этому материалу зачастую вполне иррациональна. То есть, мачта, плавник, гик должны быть 100% карбоновые.
Главные аргументы:
- высокая цена (что по их мнению = высокое качество),
- производители не дураки, и раз они делают такие дорогущие изделия - значит эти изделия лучше,
- карбоновые изделия - самые прочные, потому что карбон прочнее стали, ну и так далее.
Как правило, это люди не стеснённые в финансах и желающие получить за свои деньги самый качественный продукт. Желание вполне понятное, и всё же ... некоторые контраргументы.
Высокая цена на уголь в настоящее время связана не столько даже с его высокой себестоимостью, сколько с рыночной коньюнктурой: спрос резко вырос в связи с широким применением углепластика в новых Боингах и Аэробусах, расширение же производства просто не поспевает.
Производители не дураки, они делают то, что хотят покупать, и если есть контингент потенциальных покупателей, готовых платить высокую цену за дорогие и очень дорогие вещи только из-за их эксклюзивности (а не из-за потребительских свойств), то производители будут делать такие вещи и повышать на них цену ускоренными темпами.
Углепластик, возможно, будет прочнее стали только в одном случае, если это однаправленный углепластик и прочность определяется при напряжении строго вдоль волокон. При другой ориентации напряжений углепластик будет стали проигрывать. Ещё существеннее углепластик проигрывает по прочности стеклопластику аналогичной схемы армирования.
Слово "возможно" означает, что существует довольно широкий спектр углеволокон с различными механическими характеристиками. Обычная технология получения углеволокна заключается в нагреве "заготовки" (обычно - волокна из органики) до высокой температуры в инертной среде. Причём, чем выше температура, тем больше получается модуль упругости, но при некоторой температуре прочность волокна достигает максимума, после чего начинает снижаться. Таким образом, можно получать очень жёсткие волокна с пониженной прочностью, либо волокна с максимальной для данного процесса прочностью, но умеренной жёсткости. А поскольку даже по удельной, отнесённой к весу, прочности углепластик проигрывает стеклопластику, то сфера его рационального применения - те конструкции, где требуется высокая удельная жёсткость, пусть даже в ущерб прочности.
К другим особенностям углепластика можно отнести его высокую хрупкость, являющуюся обратной стороной высокой жёсткости, малую предельную деформацию угольных волокон, и анизотропность, свойственную многим композитам. Последнее свойство накладывает ограничения на использование упрощённых сопроматовских зависимостей, обычно использующихся при проектировании конструкций. Так, если вы узнаете от производителя "сигму" своего угля, то этого вовсе не достаточно, ведь надобно будет учитывать, как этот уголь в конструкции расположен, как ориентированы армирующие волокна, так как "сигма" годится, только для учёта напряжений идущих вдоль волокон, прочность же поперёк волокон определяется совсем другой "сигмой" - не угля, а скорее всего смолы. То есть для оценки прочности конструкции, самой упрощённой, следует задаться внешними силами, расчитать моменты сопротивления сечений с учётом направления армирующих волокон и их вкладом в "приведённый" модуль упругости условно-изотропного материала сечения (матрицу-смолу можно не учитывать, так как её модуль на пару порядков меньше, чем у арматуры), рассчитать деформации. Далее ищем точки с максимальными деформациями, определяем, какими при этом будут деформации армирующих волокон и не превысят ли напряжения в этих волокнах "сигму" материала.
Хуже всего то, что в частном случае сжатия композита может происходить локальная потеря устойчивости сжимаемых армирующих волокон задолго до возникновения в них предельных напряжений. Понятно, что разрушение это "локально" не прекратится, а будет развиваться лавинообразно до разрушения конструкции. И если схема и технология намотки таковы, что не созданы условия противодействия этой локальной потере устойчивости волокон, то конструкция может разрушиться гораздо раньше, чем предсказывал расчёт. Причём рассчитать, при каком напряжении произойдёт потеря устойчивости простыми методами уже не получится.

Безусловно, есть сферы, где применение углепластика оправдано, например гонки. Конструкции создаются с минимально необходимой прочностью, но жёсткие и лёгкие. Служат они, как правило недолго, стоят дорого, риск поломки велик, но цена победы выше. А когда за 100% карбонием начинают гоняться простокатальщики, то это, как говорит один знакомый - "пумпонство"