Cita:
Originalmente publicado por Capicua
Para los especialistas, encontré en algunos trabajos (San Google) donde se apunta que la resistencia a la ruptura de fibra de vidrio laminada con resina sería de 57 MPa cn2, para una laminación de 8 capas 5mm de espesura. Considerando que el casco tendría 18mm se tendría 205 MPa cn2?
Si las platinas que se prenden los pernos tienen 6x10 cn y son 5 platinas la carga se distribuiría en 300 cn2 o lo que equivale a 51300 MPa cn2?
Hay algo errado...... 513 toneladas para ruptura?  |
Cita:
Originalmente publicado por Capicua
Dejo claro que esto no es lo mio, si quilla y el casco fuesen componentes electrónicos seria otro cantar... 
Los datos que yo coloque, son los datos de un estudio hecho en un trabajo de final de curso para maestrado en el que se hace el estudio de ruptura de unos laminados de 8 capas de manta con resina. Que conste que para considere la peor condición.
"As amostras de fibras de vidro/epóxi foram fornecidas pela Embraer. Os compósitos utilizados neste trabalho foram laminados em 8 camadas, mantendo o urdume a 0o, resultando em uma espessura nominal de 5 mm. Todos os laminados foram curados em autoclave a 121oC e pressão de 0,71 MPa"
" O maior valor da tensão de cisalhamento foi encontrado para as amostras A3 e A4,sendo estes de 84,94 e 84,84 MPa respectivamente. Nas amostras A1 e A2, o valor desta tensão foi inferior, 58,05 e 54,70 Mpa respectivamente. Isso, se deve ao grau de anisotropia do material."
Entiendo el razonamiento, yo me proponía algo mas simple, o si prefieres la peor condición. Olvidemos al principio de toda la estructura. Intento llegar a que el casco con estas platinas de por si ya soportaría una carga mucho mayor que los pernos. Todo indica que 10 diez veces mayor. De ser así y si todavía consideremos el resto de la estructura estaríamos en una situación muy cómoda, con respecto a lo que el casco soportaría.
Si o NO?
Se que esto no apunta a entender el problema del Rafki. Pero si dormir tranquilos cuanto a la estructura.
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El cálculo que haces no es correcto. A compresión, que es lo que estas calculando, a un laminado de fibra con poliester se le puede suponer una carga de rotura de
103 MPa (1.050 Kg/cm2), que daría, para los 300 cm2 que supones, una resistencia de 315 toneladas...
Pero eso simplemente diría que aguanta 315 T sin pulverizarse y dejar pasar las placas a través suyo, pero no cuenta con qué es lo que está aguantando ese peso, que es una estructura formada por un casco de 7 mm y un contramolde interior con longitudinales y varengas...¿resistiría esa estructura ese peso?
Por intentar aproximar el caso más negativo: supongamos que el barco está tumbado con el palo en el agua y los 2.700 Kg de la orza ejercen toda su fuerza sobre el casco solo (sin contramolde).
Tendríamos un momento flector de 2.700 Kg por 1 metro (la orza tiene aprox 2 metros), ese momento flector lo debe resistir una sección de laminado de 1 metro (la longitud de la orza de proa a popa) por los 7 mm que tiene el casco. Esta sección resistente tiene un área de 70 cm2, una inercia de 2,85 cm4 y un módulo resistente de 2,85/0,35=8,14 cm3.
La fórmula fundamental de la resistencia a la flexión dice que ese módulo resistente debe ser igual o superior al cociente entre momento flector y la tensión a flexión admisible. Como tensión a flexión podemos tomar 207 MPa (2.110 Kg/cm2), y el momento flector son 270.000 Kg x cm. El cociente entonces nos da que necesitamos un módulo resistente de al menos 128 cm3, que vemos que queda muy lejos del 8,14 que tenemos....
Nos hace falta pues contar con el contramolde para obtener el módulo necesario...No hay problema, con un sólo refuerzo de 10 cm de altura y 10 de ancho, de un grosor de 11 mm, ya tenemos un módulo de 1.235/8,3 cm3 = 148 cm3, superior al necesario. Con tres refuerzos iguales a este ya tendríamos un módulo de 401 cm3, tres veces superior al necesario.
Hasta ahí bien...Pero mi pregunta es: ¿son esos refuerzos contínuos?, porque el momento flector máximo está en crujía, pero hacia las bandas sigue habiendo, va disminuyendo pero es casi tan alto como en su punto máximo...Si los refuerzos transversales se cortan al cruzarse con los longitudinales, podemos tener en esa unión un punto de extraordinaria concentración de esfuerzos, que podría producir la fatiga del material y la rotura del contramolde, y ya vemos que el casco solo no resistiría...
Creo que por cálculo la estructura está bien dimensionada, pero que, debido posiblemente al fallo inicial de uno o varios pernos (las razones pueden ser varias, pero la verdad es que no me encaja, aunque la ISO lo permita, que los pernos que no van en pareja carezcan de estructura dentro de la orza -espero que al menos tuvieran una especie de cabeza-) y que ese fallo hubiese hecho trabajar por encima de lo normal la parte central de la estructura, produciendo, como se ve, un corte limpio de casco y contramolde..
