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Legno, Alluminio e carbonio : materiali attuali e competitivi per la costruzione di alberi.
Molte delle considerazioni
per il disegno di un albero statico sono determinate dalla rigidità
dei materiali o modulo come piace chiamarlo agli Ingegneri.
Il cedimento è solitamente
nella forma di deformazione della colonna(incurvamente), sebbene siano
da considerarsi picchi di stres in specifici punti e deformazioni di sezioni
locali (dell’involucro) .
Qui ci sono alcuni metodi/materiali
possibili candidati :
Considerando questi metodi/materiali,
la loro valutazione fondamentale dovrebbe essere il loro Modulo diviso
per la loro densità.
Userò come criterio
di valutazione (Schema dei valori) il Modulo Imperiale (in milioni)
diviso per il peso specifico.
Schema dei valori
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In Carbonio ad alto modulo, preimpregnato , laminato in sottovuoto |
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In Carbonio UNI (standard), preimpregnato , laminato in sottovuoto |
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Stratificazione manuale di carbonio UNI (standard) |
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Abete Douglas |
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Cedro rosso (Western Red Cedar) |
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Alluminio |
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Come potete vedere, il legno
e l’allumio hanno una valutazione simile e potete fare un albero in embrambi
i materiali con quasi gli stessi risultati.
L’uso dell'alluminio diventa
dominante poichè i costi di produzione per una sezione estrusa
sono molto minori di quello per un assemblaggio in legno.
Gli alberi di legno, e specialmente
gli alberi in strip planking, sono diventati molto interessanti nella loro
combinazione con il carbonio. Sono relativamente facili da fabbricare ed
il carbonio può essere selettivamente aggiunto alle aree dove è
richiesta maggiore rigidità.
La tavola in alto non tiene
conto del fatto che avete bisogno di forza di cerchiaggio ( resistenza
nel senso del perimetro, es.il cerchio della botte) all’albero per cui
è richesto materiale addizionale a 90 gradi dell’asse longitudinale
dell’albero, in tutti i casi tranne che per l’alluminio, che ha uguale
resistenza in tutte le direzioni (isotropo)
La tavola vuole anche indicare
che un albero in carbonio ad alto modulo può essere fabbricato ad
1/5 del peso di un albero in alluminio.
In pratica questo è
difficile da ottenere per il disegno della struttura e problemi di fabbricazione
Considerate inoltre che
l’attrezzatura , la ferramenta e le sartie possono aggiungere l’80% del
peso per una albero high-tech.
Così cosa significa tutto ciò?
Qui ci sono le mie (soggettive) conclusioni.
Saluti,
Ted Warren
www.WarrenMultihulls.com