Szkielet otwarty vs szkielet zamknięty (czy aby na pewno zawsze wytrzymalszy i sztywniejszy ?)

[Ursus_c35]

Skąd masz informację że podczas strzelania kontrolnego w fabryce broń jest w jakimś imadle? Widziałem testy współczesnej broni i strzelał pracownik z ręki z podpórką.

Obiło mi się o oczy specjalne stanowisko gdzie broń była mocowana i zamykana dookoła przy pierwszej próbie ale to tylko kulisy testów a jak ma się to do tematu przewodniego ?

[gondoljerzy]

...Druga z sił jest przyłożona do powierzchni bocznej otworu pod lufę w R1858 oraz do powierzchni bocznej okna rowka na klin w osi A1860.
...

Czytając Twój wywód, odnoszę wrażenie, że coś pominąłeś. Nie potraktowałeś konstrukcji Colta w analogiczny sposób jak Remingtona. Wymieniona przez Ciebie druga siła w przypadku Colta nie działa bezpośrednio na oś bębna. Ona, tak jak w Remingtonie, działa w osi lufy. Lufa jest umocowana klinem na osi, ale też oparta dolną częścią o ramę. Lufa w tym miejscu działa więc na oś bębna jak dźwignia. Siła działająca na oś bębna jest większa o przekładnię tej dźwigni.

[Ursus_c35]

Sprytna uwaga Kolego ale wszystko rozbija się o warunki brzegowe twojego modelu lufy jako belki. Spójrz na rysunek poniżej. Jeśli potraktować belkę jako dwuprzegubowo podpartą to istotnie pojawia się tam dzwignia a siła jest nieomal dwukrotnie większa ale… Klin nie jest przegubem a najbliżej mu do utwierdzenia i wówczas siła w klinie jest taka jak na osi lufy

[gondoljerzy]

Założenie, że klin nie jest przegubem mogło by być prawdziwe przy nieskończonej sztywności elementów, idealnym spasowaniu i wbiciu klina tęgim młotem.

[Mark]

Bezpieczniej byłoby przyjąć, że jednak jest przegubem.
W praktyce końcówka osi bębna bywa spasowana z gniazdem w szkielecie lufy gorzej niż suwliwie.

[Ursus_c35]

Idealny przegub to beztarciowy obrót i kompletny błąd w założeniu niestety … klin owszem jak cała konstrukcja ma swoją sztywność ale rozumując tym tokiem z ramy remingtona trzeba by zrobić kratownice nieskończenie wiotką

[Mark]

W zakresie odkształceń sprężystych każda konstrukcja jest w jakimś stopniu wiotka.

[Ursus_c35]

Najlepiej było by dobudować geometrię klina oraz lufy i przeliczyć zadanie "kontaktowe". Wówczas mieli byśmy dokładniejszy obraz pracy konstrukcji otwartego szkieletu ale ta perspektywa może dodatkowo umocnić jego pozycję dzięki podparciu osi i sporej sztywności lufy Bez tych założeń nawet dwukrotne zwiększenie obciążenia w oknie klina daje nawet w punkcie koncentracji max 100 MPa (efekt ostrego naroża okna klina i niedostatecznie gęstej siatki w tym obrębie). Poza koncentracją jest na osi max 58 MPa a w szkielecie 65MPa.

[Ursus_c35]

Czytając Twój wywód, odnoszę wrażenie, że coś pominąłeś. Nie potraktowałeś konstrukcji Colta w analogiczny sposób jak Remingtona. Wymieniona przez Ciebie druga siła w przypadku Colta nie działa bezpośrednio na oś bębna. Ona, tak jak w Remingtonie, działa w osi lufy. Lufa jest umocowana klinem na osi, ale też oparta dolną częścią o ramę. Lufa w tym miejscu działa więc na oś bębna jak dźwignia. Siła działająca na oś bębna jest większa o przekładnię tej dźwigni.

Po głębszym namyśle przyznaję Koledze rację. Zainteresował mnie jeszcze inny schemat współpracy szkieletu z lufą , który zapewne miałeś na myśli od samego początku. I tu kolejne zaskoczenie Opracowałem teoretyczny zakres siły przypadającej na klin, który bierze pod uwagę utwierdzenie na kołkach ustalających (belka statycznie niewyznaczalna) oraz model przegubowej z nimi współpracy. Ku mojemu zdziwieniu utwierdzenie prowadzi do większej siły przypadającej na klin niż prosty statycznie wyznaczalny model przegubowy . Jutro będę miał dostęp do strzeladła to zmierzę wartości parametrów a i b i podam dokładne liczby. Oczywiście to tylko teoria, którą należało by poddać starciu z obliczeniami MES , o których mowa powyżej gdzie siła przypadająca na klin zostanie naturalnie przełożona z obciążenia lufy a oś lufy będzie dodatkowo usztywniona podparciem

[gondoljerzy]

Miło słyszeć, że coś jeszcze zostało w mojej głowie z lekcji mechaniki w szkole. Chylę czoła nad Twoimi umiejętnościami wyliczenia powyższych łamigłówek. Ciekaw też jestem, co wyjdzie z kolejnych obliczeń. Bez względu na wynik końcowy, porównanie dwu konkretnych konstrukcji nie będzie wyrokiem rozstrzygającym, która koncepcja ramy jest lepsza. Co najwyżej pokaże, który z dwu przeliczanych modeli jest potencjalnie mocniejszy. Ciekawe, jak w tym względzie wypadły by inne rewolwery: Colt Walker, który ma zdecydowanie grubszą ośkę bębna niż model 1860, Rogers & Spencer z zauważalnie solidniejszą ramą niź u Remika, nie wspominając już o współczesnej konstrukcji Rugera.

[Ursus_c35]

Widzisz wychodzi Twoja solidnośç kształcenia technicznego i logiczne myślenie Ja w tym poście skupiałem się głównie na wyliczeniu obciążeń stąd umknęło mi to przełożenie obciążenia w osi. Nie miałem tu zamiaru wyrokować co jest lepsze bo próbie czasu i niezawodności bardziej oparł się Remington ale chciałem zaanonsować tylko że dyskusja na temat tej wytrzymałości ma naprawdę sens. Co do Walkera i Old Army mam gotowe modele więc jeśli Cię to interesuje to mogę policzyć co nieco jak znajdę chwilke

[Mark]

Kawał pożytecznej pracy rozszerzającej wiedzę. Dobrze jest, jeżeli użytkownik broni wie o swojej broni więcej niż tylko jak załadować i wystrzelić, zwłaszcza w przypadku replik, które bywają kiepsko wykonane i często są obiektem różnych technicznych ingerencji.
Co do wartości naprężeń, to mając na uwadze, że są to symulacje przeprowadzone przy określonych założeniach, uzyskane wyniki wyraźnie pokazują newralgiczne miejsca w szkielecie. Obliczone naprężenia w miejscu osadzenia klina na poziomie 100 MPa są już w pobliżu naprężeń dopuszczalnych dla gorszych gatunków stali . W przypadku wbijania klina dużym młotem i z dużym zaangażowaniem, należy jeszcze dodać naprężenia wstępne, które mogą być znaczące.
Warto wiedzieć, że umiarkowane przekroczenie naprężeń dopuszczalnych nie skutkuje jeszcze uszkodzeniem konstrukcji. Dla przykładu: dla stali konstrukcyjnej St3S naprężenia przy statycznym rozciąganiu wynoszą 120 MPa, ale przy współczynniku bezpieczeństwa 2.

[Ursus_c35]

Kolego akurat to 100MPa jest umiarkowanie wiarygodne bo to efekt koncentracji i tu zagęszczenie siatki w obrębie narożnika polepszyło by znacznie sytuacje (defekt rachunku). Z uwagi na posługiwanie się licencją darmową nie mogę dodać już większej ilości elementów i tu trzeba w oparciu o doświadczenie wiedzieć , które wyniki są podejrzane zwłaszcza jeśli występują dokładnie w jednym punkcie jakiegoś naroża to tu geometria w połączeniu z małą ilością elementów najczęściej wróży z fusów podczas gdy zniwelowanie ostrego przejscia lub zagęszczenie siatki dopiero prowadzi do właściwego rozwiązania. Nawiązując do wymiarów a/b ma około 0.75 skąd zakres przełożenia siły na oś bębna waha się teoretycznie w granicach od 1.75 do 2.125 siły z osi lufy.

[Mark]

Nie przywiązuję nadmiernej wagi do uzyskanych tu wyników liczbowych, ważniejszy jest rozkład naprężeń, ale skoro pojawiają się wartości naprężeń, to chyba warto się do nich jakoś ustosunkować.
Myślę, że dla większości czytelników tego forum wartość naprężenia np. 100 MPa niewiele mówi a to jest tyle co 1000 barów. Dawniej jednostką naprężeń był kilogram siły na centymetr kwadratowy przekroju - jednostka łatwiej wyobrażalna: 100 MPa to 1000 kG / cm kw.

[Ursus_c35]

Ale podejście do problemu jest bardzo istotne w kwestii wyników. Tutaj z uwagi na brak współpracy z klinem rezultaty z okolicy okna osi lufy są zupełnie nie do zaakceptowania. Poprawny byłby dopiero model, w którym mamy cały zestaw tj lufa wraz z klinem spięte z osią bębna i szkieletem. Wówczas okienko osi jest podparte przez klin , siła w osi jest właściwie przełożona itp.