Citat:
Ursprungligen postat av
ankylosaurus
Inte expert på kolfiber, men jag har ett ganska bra hum om vanliga stålkonstruktioner.
Du har rätt i att kolfiber är bättre på dragspänningar. Max tryckspänning i kolfiber ligger bara på 10-60% av vad materialet klarar i dragspänning.
Att använda kolfiber i trycktankar, där övertrycket finns på utsidan känns alltså konstigt. Däremot kan det vara vettigt att använda kolfiber i tankar för att hålla vätska, ty där är ju övertrycket på insidan, vilket dels leder till dragspänningar istället för tryckspänningar och dels föreligger ingen bucklingsrisk.
Just det här med buckling är intressant, ty risken för buckling beror på materialets elasticitetsmodul och inte på dess sträckgräns (sträckgräns=hur höga spänningar det tål).
Elasiticitetsmodulen är ett mått på hur mycket ett material deformerar sig för en viss påfrestning.
Grejen är att kolfiber klarar mycket högre spänningar än stål, men dess elasticitetsmodul är bara ca 2x så stor.
Det innebär att ett skal av kolfiber som utsätts för ett tryck som kan leda till buckling inte är speciellt mycket bättre än ett stålskal.
Dessutom, och det reagerade jag på direkt när jag såg hur båtfan var tillverkad, så är den gjord som en cylinder, vilket inte är bra sett ur bucklingssynpunkt. Cylindern har en radie bara i ett plan, men längs cylindern är den ju "rak", dvs det finns ingen kurvatur. Båten borde varit lätt äggformad. Ett ägg är inte "rakt" någonstans. Hur man än lägger en linjal på ett ägg så är kontakten bara en punkt. Men lägger man en linjal i längsled på en cylinder finns kontakten längs hela linjalen (=ingen kurvatur).
Skillnaden i bucklingstålighet mellan ett ägg och en cylinder är enorm.
Delar helt din åsikt. Det finns ett viktigt skäl till att man använder ganska enkelt handelstål när man bygger skyskrapor. Ingen skulle komma på tanken att använda höghållfast aluminium i dessa byggen då knäckning är det dimensionerande lastfallet.
Delaminering av fiberförstärkta material är ett problem och det skulle vara intressant att få ta del av hur hänsyn har tagits till det.
Utformningen av farkosten verkar som du också beskriver lite märklig. Nästan som att man släpat dit en designer för att få farkosten att, halvt om halvt, likna en fisk.
Helt OffT
(Du nämner sträckgränsoberoendet vilket inte Euler fallen tar hänsyn till och det är helt riktigt. Däremot kan det tyckas märkligt att I.K.H ( Hiss- och krannormen) och stålbyggnadsnormerna faktiskt har med sträckgränsen som en positiv faktor.i formlerna. Jag har alltid utgått ifrån dem och än har mig veterligen ingenting kollapsat. 🙂