Спортивный арбалет

[NIKODIM]

     А, что до модуля упругости... Я находил в научно популярной литературе такое утверждение.
При том, что видов углеволокна очень много, способов плетения ткани, связующих, такое мнение бытует.
Покопаюсь в справочниках.

[Ironfly]

С одним не могу согласиться- расположением угля(углеткани) по нейтральному слою. Нейтральный слой (в теории) не испытывает ни каких деформаций, а следовательно не накапливает энергии.

У меня в нейтральном слое был углеламинат ( нить и однонаправленная лента). Этот нейтральный слой очеь тонок и в реальности уголь берет на себя основную нагрузку, в пограничном слое. Появляется сдвиговое усилие. А там и так внутренные напряжения от различных коэффициентов термического расширения, полученных от термообработки. В стекляно-угольных гибридах есть проблемы и со связующим. Практическим путем найденно, что идеальное связующее композита должно иметь Кдеформации = 1.5 от наполнителя. Т.е. для стекла это около 6%, а для угля 2%. Поэтому, на мой взгляд, перспективнее углеткань.

[NIKODIM]

        Ironfly
Из собственного опыта, у меня отрицательное отношение к любой ткани. Ткань- зло по причине поперечных волокон.
А стеклоткань в нейтральном слое я допускаю, как меньшее из зол (есть хотя бы однородность материалов при склейке).
Первые плечи из готового ламината я как раз и прокладывал 4 слоя стеклоткани. На испытаниях показали себя хорошо-гнулись больше необходимого, не трещали.
Потом, что бы избежать мехобработки, я перешел на "закрытую форму" и все слои кроил готовыми из готового ламината. И от ткани ушел тем, что стал кроить слои диагонально. У меня, в соседних слоях угол между волокнами примерно 4 град.
   Пока клеил один стеклоламинат все было нормально. Уголь я стал добавлять, что бы усилить плечи. Но пока первая попытка неудачная. Но разрушение (расслоение) прошло не по углю, не по склейке, апо живому слою стеклоламината.

[Ironfly]

Потом, что бы избежать мехобработки, я перешел на "закрытую форму" и все слои кроил готовыми из готового ламината. И от ткани ушел тем, что стал кроить слои диагонально. У меня, в соседних слоях угол между волокнами примерно 4 град.

Т.е. клинообразнозности у лука нет ? Тогда, для равномерного прогиба рессоры, она в плане, должна выглядеть как треугольник, со сторонами 1 / 4, (если память не подводит).
  Я понимаю, что поперечные нити в углеткане не работают, но это компромис, для увеличения растяжимости. На вашем форуме арбалетинфо Сергей (phoenix) показал прекрасную технологию, их использования.
 Те 3 удачных лука, которые я делал из углеткани, состояли из нее на 90 % и 10 % составлял стекольный ровинг на животе, которым я приматывал ткань. Он был необходим для уплотнения композита, тилеровки и сопротивлению сжатия. Но вероятнее, ткань лучше прессовать, чем наматывать.

[Volmir]

Тогда, для равномерного прогиба рессоры, она в плане, должна выглядеть как треугольник, со сторонами 1 / 4, (если память не подводит).

О! Хоть кто-то знает теорию:)
А можно нарисовать (хотя бы схематически) соотношение сторон в такой рессоре.
Не совсем понятно.

Так как нарисовано на картинке в вложении?

[Ironfly]

А можно нарисовать (хотя бы схематически) соотношение сторон в такой рессоре.

Это равнобедренный треугольник. 4 / 1 / 4

[NIKODIM]

     Ironfly .
 Клиновидность плеча по ширине задавалась выкройкой каждой ламели. Клиновидность по толщине обеспечивалась каскадом укорачивающихся ламелей, расположенных внутри. Что бы уменьшить перепад толщины на конце короткой ламели и возможный концентратор я сошлифовывал  конец примерно 20мм на клин. Таким образом клиновидность по толщине составляет (примерно) 40%.
Пробовал делать меньше, но тогда (визуально) прогиб в корне был большим.

[Ironfly]

 Понятно. Ну довольно трудоемко. А не пробовали прессовать плечи как в Экскалибуре, с минимальной мехобработкой ?

[NIKODIM]

       Полностью исключить мехобработку не удалось.
Удаление облоя, доработка по торцам для обеспечения одинаковости. В форме установлен знак под будущее крепежное отверстие.
По этому отверстию я совмещаю когда шлифую торцы. До покраски у меня не дошло. Готовые плечи: вырезанные в размер и с готовыми зацепами я покрывал слоем смолы, как лаком(благо смола жидкая).

[Zmeelink]

Это равнобедренный треугольник. 4 / 1 / 4

Допустим, ширина плеча у колодки 40 мм, тогда длина одной стороны будет 160 мм. Ерунда получается - слишком короткое и широкое плечо.
В принципе, прямоугольное сечение плеча можно довольно точно рассчитать, через изгибающий момент и момент инерции сечения. Можно определить набор сечений (ширину и толщину) с шагом по длине плеча, например, 20мм, и, соединив эти точки, получить профиль плеча.

[Ironfly]

 Я имел в виду, что кто-нибудь пробовал, намотать ровинг между двумя стержнями, закрепленными на краях матрицы, пропитать их и надавить сверху пуансоном. За счет сжатия формы, нить натянется, а избыток смолы выдавится через оставленные щели ( у кукол). Для извлечения лука из формы( который узкий и толстый у основания и широкий, плоский в средней части), надо его выдавливать вместе со стержнями. Уменьшить трудоемкость создания формы, можно с применением бетона. Для создания антиадгезионного слоя лучше всего использовать силиконовый герметик, который легко размазывается тонким слоем и хорошо впитывается в пористые поверхности. Другой вариант- сделать форму из дерева.

[Asafan]

 Совсем необязательно технологии и материалы серийного производства переносить в единичное домашнее. При габаритах и силе спортивного арбалета замечательно будут работать дерево и стекло. Все у вас в млн.т./га .

[Ironfly]

 Из-за того, что арбалетные плечи сгибаются по меньшему радиусу, чем лук, сделать их качественными из стекло-деревяного гибрида труднее чем из монолита. Эта задача не для начинающих.

[NIKODIM]

сделать их качественными из стекло-деревяного гибрида труднее чем из монолита.
  Ironfly.
Я прорабатывал идею стекло-деревяного лука и то же пришел к такому же выводу. Применение дерева в композите (да же такого качественного как бамбук) потребует увеличения габарита. Разница в весе незначительна. Я уже не говорю о трудоемкости получения деревяных ламелей. Стеклу нет адьтернативы, существуют две технологии: монолит из ровинга или слоение ламината.
Для себя я избрал ламинат по ряду причин: проще получилось приспособление для склейки, хорошо решается вопрос клиновидности плеча, возможнось использования различных материалов и самое важное форма (условно) закрытая, что дает минимум мех. обработки. Да, забыл сказать: использование готовых ламелей ламината позволяет получить одинаковость по толщине, в пределах, 0,1-0,2мм.
  Я своего мнения ни кому не навязываю, просто делюсь своим опытом.
   

[Vik2402]

у КАЖДОГО есть свои заморочки... Кузнецу проще сваять арбалет из... сами понимаете из чего, при этом он может и будет утверждать, что именно его творение и есть самое ОНО! Столяру не составит труда нашлифовать деревянных клинов, и это я уже как столяр вам говорю, а вот с ламинатом у меня сплошные непонятки.... Думаю, идеальный вариант - это кооперация нескольких разнопрофильных заинтересованных спецов

[Asafan]

Я прорабатывал идею стекло-деревянного лука и то же пришел к такому же выводу...

Вот мы и вернулись к серийной технологичности. Хорошо, подойдем к вопросу с другой стороны. А именно - с точки зрения эффективности лука. Здесь основной характеристикой будет к.п.д. при рабочем ходе и стрелах рабочей массы. Поделитесь, пожалуйста, кривой растяжения вашего лука при рабочем ходе, массой и начальной скоростью стрелы. Остальное я посчитаю.

[NIKODIM]

    Asafan.
Как раз реальная задача создания аппарата строится в обратном порядке. От требуемых характеристик (дальность, скорость, вес стрелы) нужно создать пару плечей способных эти характеристики реализовать. И не забыть при этом три основные схемы построения аппарата: рекурсив, полиспаст и блочник. Поэтому и рождается такая масса образцов, что нет готовых методик. "я тебя слепила из того что было". Для меня в этом и состоит главная притягательная сила: по-шагово решать встающиезадачи, исходя из имеющихся возможностей и собственного опыта. Доделывая аппараты(полиспаст и рекурсив) я на долго застрял в композитной технологии. Очень интересная тема.

[NIKODIM]

Вот мы и вернулись к серийной технологичности.

  По моему убеждению в серийной технологичности и есть гарантия стабильности результата и одинаковость основных деталей. Я имею в виду плечи.

[Asafan]

NIKODIM, так получилось сделать хоть один действующий арбалет ? Это к вопросу о замерах.

[NIKODIM]

       Asafan.
  На стеклоламинатных плечах получился очень славный аппарат. Незавершенный еще эстетически.
Вот только замеров я не делал. Измерение скороти только в проектах. В общем (на глазок) Дальнось 200м. С расстояния 50м ясеневую стрелу (вес 29г) разбило в щепки при ударе в дерево. Наконечники у меня- конус 30град. вот и не втыкаются в дерево. Нашел только часть стрелы с оперением. За выходные сделаю фотографии и покажу.
   Чесно говоря мне жаль времени на подготовку и замеры.