Strona 3 z 4

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 01:43
autor: Phouty
Doczytałem sią w podanych przeze mnie linkach, że to jest tylko o klasycznych łukach.
Znalazłem poważnego linka o tych łukach z bloczkami.
http://www.huntersfriend.com/bowselection.htm
I na temat nowoczesnych strzał.
http://www.huntersfriend.com/carbon_arr ... pter_2.htm

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 15:11
autor: maziek
Ciekawe, wygląda na to, że łęczysko to w głównej mierze sztywna pała, która w ogóle nie ma udziału "w gięciu" a tylko stanowi podporę dla ramion, które z racji geometrii gną się w taki sposób, że koniec, do którego zamocowana jest cięciwa porusza się pioko prostoliniowo.

Można by zastąpić sprężynami.

Obrazek

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 17:17
autor: waliza
Cos jak rzymska balista. Łęczysko zastapione dwoma sztywnymi ramionami poruszanymi siła sprezystosci w tym wypadku skreconych lin ale moglaby to byc dowolna sprezyna.

Obrazek

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 17:53
autor: Phouty
Problem w tym, że rozwiązania w których punkty zaczepu cięciwy poruszają się po obwodzie okręgu są najmniej wydajnym rozwiązaniem z punktu transferu energii na cięciwę.
Skręcane sprężyny zastosowane w rzymskiej baliście pozwalały na stosunkowo szeroki kąt obrotu ramion, co było wystarczające, ażeby to działało, chociż było cholernie nieefektywne.
Dawało to największego kopa na cięciwę dopiero pod koniec obrotu ramion, kiedy siła na tych skręcanych sprężynach była i tak już majmniejsza. Kupa zmarnowanej energii.
No właśnie!
Czy ktoś przeprowadzał badania nad wydajnością energetyczną takich ustrojstw?

Maziek, ja bym raczej modelował giętkie ramiona łuku (tak, ta środkowa część to tylko "podpórka"....no i warto by się nauczyć poprawnej terminologii w temacie....może kiedyś, bo Phouty jest leniwy), jako serię połączonych ze sobą przegubowo dźwigni (tak jak łańcuch rowerowy....ale o długich ogniwach) o długościach nieznacznie zwiększających się ku końcom. W takim modelu każda taka dźwignia ("ogniwo") byłaby "podparta" swoją sprężyną, których szytywność by się zmniejszała im bliżej końców ramion łuku.
Mówiąc o modelu to:
Trzeba wtedy dobrać umiejętnie wartość długości pojedyńczych "dźwigni-ogniw" i sztywności ich "sprężyn".

PS
Sprawa się rozchodzi o uzyskanie odpowiedniej krzywej transferu energii potencjalnej zmagazynowanej w "cięciwie" na energię kinetyczną "strzały".

Każdy z nas budował proce z gumkami od majtek ukradzionymi starszej siostrze.
Taka proca miała "dobrą krzywą transferu", bo przy największym rozciągnięciu gumy dawała największego kopa, który się potem zmniejszał w miarę kurczenia się gumy.
No i siostra z matką potem się darły, bo nie potrafiły zrozumieć, że to tylko były czyste eksperymenty fizyczne, a nie jakaś tam łobuzerka!
Niedocenianie nauki!

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 18:47
autor: maziek
Ale w sumie dlaczego uważasz, że to różnica, w którym punkcie działa największa siła? Przecież tu chodzi o energię, a więc o pracę, F*S. Jeśli średnio siła będzie taka sama - to praca, przy równej drodze, identyczna.

Co do tych ramion ja nie w tym sensie, żeby modelować. Po prostu w tradycyjnym łuku, żeby wykorzystać "kij" to on był, jak zresztą pisałeś, finezyjnie pocieniany ku końcom, tak, aby pracował w każdym przekroju "na maxa". Napinanie jest równoważne obciążeniu skupioną siłą belki, daje moment największy w środku, liniowo spadający do zera ku zaczepom cięciwy. Gdyby kij był równy i dobrany tak, aby nie złamał się w środku to miałby znaczną nadwagę na końcach, giąłby się raczej w środku niż na końcach, które w dodatku obciążałyby go bezwładnością, którą też przecież łuk musi pokonać, gdy się prostuje. Tak więc masterstwo polegało na tym, żeby w każdym miejscu przekrój był wykorzystany równomiernie.

A w tym jakby to olano. Sprężyste są tylko te ramiona - mogli sobie na to pozwolić, bo dzięki bloczkom przemieszczenie tych ramion jest mniejsze niż bez nich.

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 19:43
autor: waliza
Z tymi przegubami to za duza kombinacja wg mnie. Moze i straty sa w tradycyjnym ukladzie czy tez nieefektywnosc ale mozna ja nadrobic zwiekszajac wymiary tradycyjnego leczyska. Efektywnosc jak juz zauwazyl maziek zwiekszano np pocieniajac leczysko w strone koncow. Robione tez ( w machinach a nie broni "recznej" ) roznego typu resory piorwe z kilku warstw drewna. Na moje to wystarczy. Chociaz temat ciekawy i wart zbadania. Sam jestem ciekaw na ile tradycyjny uklad jest nieefektywny/malo sprawny i ile energii traci.

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 20:13
autor: Phouty
Waliza, te przeguby, to u mnie tylko pracują w głowie jako model ideowy....łatwiej to sobie w ten sposób wyobrazić, przynajmniej mnie.
Przypomniał mi się brytyjski film na temat budowania repliki olbrzymiej kuszy zaprojektowanej przez Leonardo da Vinci. (No, tego samego od tej Mańki, co jej tam coś lazło).

Brytole się cholernie napracowali nad budową tej repliki o oryginalnych wymiarach i w sumie okazał się to klops, chociaż próbowali to potem poprawić. (Bo na początku porobili "poprawki" do oryginalnego projektu mistrza i po zbudowaniu repliki okazało się, że jednak stary Lońka miał rację).

re. maziek:
Jeśli średnio siła będzie taka sama - to praca, przy równej drodze, identyczna.
No bo przynajmniej za moich czasów, to przyśpieszenie było pierwszą pochodną szybkości! :lol:

Przez analogię do rozpędzania kuli w lufie, gdzie "idealną krzywą" będzie przyrost ciśnienia, aż do momentu opuszczania lufy przez pocisk.
Ciśnienie zacznie spadać zbyt szybko....klops.
Ciśnienie nie wzrośnie wystarczająco (przed opuszczeniem lufy przez pocisk)....też klops.

Dlatego kombinowano z różnymi rozwiązaniami, na przykład łuki kompozytowe Tatarów.

Hurra!
W tym momencie mi się przypomniało, że kilka (10 lat??) temu był w Scientific American artykuł na temat łuków, włącznie z analizą zasad ich działania!

Muszę to gdzieś mieć w papierzyskach....tylko gdzie? Kto mi się przekopie przez te tony śmieci? :?

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 20:28
autor: maziek
Phouty pisze:No bo przynajmniej za moich czasów, to przyśpieszenie było pierwszą pochodną szybkości!
Słusznie i naukowo ale co to ma do rzeczy? Jeśli średnia siła (albo scałkowana po przemieszczeniu strzały) będą identyczne - to przy rópwnej drodze rozpedzania wykonana praca=energia także, a energia wiadomo, emfałkwadrat na dwa, z czego wychodzi, że V takie samo.

Ja ten art chyba czytałem - a może jakiś inny? Tzn. jak był w SA to na pewno czytałem, ale mi się miesza. Np warstwa ściskana była z rogu, rozciągana z drewna a sklejone to było przez "włókno węglowe" w postaci podniebienia jakiegoś jesiotra czy innej ryby.

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 20:52
autor: Phouty
Wygląda na to, że mówimy o tym samym artykule z SA.
A z tymi mfałami i innymi efami, to muszę to od nowa przemyśleć. Przecież ja jestem elektryczny a nie mechaniczny! :lol:
Nie wspominając o wyprostowanych od dawna fałdach mózgowych.

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 20:59
autor: waliza
Phouty a warto robic takie kombinacje? Leczysko łączone z czesci na przegubach, kazda "napedzana " sprezyną... Masakra. Nie lepiej to uproscic? Łeczysko to sprezyna płaska, stad wyglada jak wyglada. Nie lepiej zrobic ta kusze bardziej zwarta? Mozna zrobic cos podobnego do kusz podwodnych i dac naped sprezyna gazową. Cieciwa nie potrzebna bo jest ona i tak tylko posrednikiem w przekazaniu energii. Idac tym torem pewnie szybko skonczylo by sie na napedzaniu strzalu nie pchajacym tlokiem a sprezonym powietrzem :wink:

Re: KUSZA

: 29 grudnia 2011, 23:05
autor: Phouty
Waliza, mnie nie chodzi o "konstrukcję", ale o znalezienie "narzędzia" do eksperymentu myślowego (bo na MS Painta i inne CADy to mam organiczne uczulenie), a jak na złość w całej mojej hi-tech robocie nie mogę znaleźć głupiego cyrkla kreślarskiego, ażeby to sobie na kawałku papieru wyrysować.
Zresztą wolę rysować w głowie.....większa frajda.

Mnie chodzi o rozwiązanie problemu, po jakim torze będzie się poruszał koniec ramienia łuku (tylko jednego dla uproszczenia w tym momencie).
W rzymskiej baliście n.p. to to ramię porusza się po okręgu. Taki tor jest bardzo mało efektywny.
Innymi słowy, wyobraź sobie wahadło zawieszone u sufitu. Małe wychylenie kątowe wahadła spowoduje minimalne podniesienie jego końca w pionie, to znaczy mierzone od podłogi. (Przypomnij sobie konstrukcję sinusoidy ze szkoły, czyli punkt biegający po okrągu koła). Oczywiście największe podniesienie pionowe tego punktu końca wahadła będzie wtedy, gdy wahadło wychylimy do poziomu, czyli o kąt 90 st.
Podwieś teraz obok do sufitu drugie ramię-wahadło i masz tą rzymską balistę. Łatwo zauważyć, że na początku obrotu obu ramion, (połączonych już cięciwą oczywiście), to ich obrót będzie się bardzo mało przekładał na ruch posuwisty środka cięciwy do góry.
Największe przesunięcie tego punktu środka cięciwy do góry będzie podczas końcowego ruchu ramion. W rzeczywistości to ruch tego punktu w czasie na środku cięciwy będzie łukiem sinusoidy.
Wniosek:
W łuku, czy to profilowanym, czy to bloczkowym ze "ślimakami", końce ramion nie będą się poruszały po wycinku łuku okręgu, bo łuk jest profilowany, a te "ślimaki" mają zmienny promień, co zastępuje profilowanie ramion łuku. (Bo zmienia się punkt zaczepienia cięciwy w przestrzeni).

Inny eksperyment myślowy:
Podwieśmy drugie wahadło do końca tego pierwszego wahadła. Wisi to całe ustrojstwo pionowo. Przywiąż nitkę do końca drugiego wahadła i w poziomie ją zacznij ciągnąć. Zauważysz, że koniec dolnego wahadła wychyli się pod większym kątem, niż tego pierwszego. Postaw teraz dwóch silnych facetów po drugiej stronie (bo zakładam, że Ty siłę masz) :wink: , lub zamontuj sprężyny do ściany, gdybyś nie mógł znaleźć facetów i już masz model połówki łuku.

Eksperyment 3.
W suficie zamontuj sztywną belkę (symulujemy tu praktycznie nie uginający się środek łuku. Podwieś do niej 3 wahadła. (Można podwiesić i 500....tak jak łańcuch rowerowy, ale nawet przy trzech wahadłach, to mój umysł już zaczyna parować, bo muszę we łbie przesuwać wektorki w wyobraźni.....jednak chyba bez cyrkla się nie obejdzie).

Intuicyjnie wyczuwam, (ale o to się nie będę jeszcze kłócił), że koniec najniższego wahadła porusza sią po krótkim odcinku paraboli, co mi pasuje do długiego łuku angielskiego, który jest przecież odpowiednio profilowany.

Rozkład sił w takim "łamanym ramieniu" będzie w uproszczeniu przebiegał w.g. dźwigni Archimedesa....stąd te wektory i inne strzały oraz kratownice w mojej łepetynie.

Maziek, o Tobie nie zapomniałem....cierpliwości. :)

Re: KUSZA

: 31 grudnia 2011, 20:26
autor: maziek
Phouty pisze:Problem w tym, że rozwiązania w których punkty zaczepu cięciwy poruszają się po obwodzie okręgu są najmniej wydajnym rozwiązaniem z punktu transferu energii na cięciwę.
Skręcane sprężyny zastosowane w rzymskiej baliście pozwalały na stosunkowo szeroki kąt obrotu ramion, co było wystarczające, ażeby to działało, chociż było cholernie nieefektywne.
Musiałem poruszyć głęboki muł w swej łepetynie, ale postanowiłem sprawdzić, jak ma się droga cięciwy D (tzn, jej położenie w miejscu, gdzie gdyby to był łuk, trzymałyby ją palce łucznika) w funkcji kąta obrotu (x) tych ramion. Wnioski są zadziwiające :) .

Wyszło mi, że:
D+r*cos(x)+ sqrt[c^2 - r^2sin^2(x)], gdzie r długość ramienia a c długość połowy cięciwy.

Jeśli przyjąć dla uproszczenia, że r=c, to wzór się "prostuje" do:
D=2*r*cos(x)

Krótko mówiąc wykres drogi końca cięciwy jest odpowiednio spreparowanym wykresem funkcji cosinus. Preparacja polega na tym, że w stanie nienapiętym mamy kąt 90 stopni (kąt mierzony między ramieniem a prostą, po której porusza się środek cięciwy), czyli wykres trzeba zacząć "od tyłu", co się sprowadza do tego, że ten wykres, który nas interesuje jest identyczny do wykresu funkcji sinus.

Wniosek zadziwiający jest taki: po godzinie rzeźbienia, łamania głowy i ołówka doszedłem do punktu, do którego Ty Phouty zdaje się dotarłeś intuicyjnie i bez marnowania papieru :) .

Tym niemniej rozwijając kwestię dalej, to nie jest tak źle, jak mi się zdaje. Wykres sinusoidy gdzieś do kąta 60 stopni (a więc przez 2/3 drogi napinania cięciwy) jest z dobrym przybliżeniem liniowo rosnący, a ta dwójka we wzorze prostuje go nawet bardziej. Dopiero ostatnie 1/3 drogi (jeśliby naciągać, aż ramiona zrobią się równoległe do siebie charakteryzują się niewielką zmianą drogi przy zmianie kąta.

Mój model był o tyle uproszczony, że ramię miało punkt obrotu w osi balisty, a nie jak w rzeczywistości nieco poza nim, dzięki czemu można było uzyskać nawet ujemny kąt naciągu.

Druga sprawa to kwestia siły naciągu. Nie wiem ile razy te liny czy też rzemienie bądź witki były wstępnie obrócone w punkcie zerowym położenia ramion. Może były już obrócone kilka razy (wstępny naciąg) - więc podczas dalszej ćwierci obrotu przy właściwym napinaniu siła de facto zmieniała się nieznacznie, zaledwie o kilka procent. Można więc założyć (przy uwzględnieniu wcześniejszego wniosku), że na równych odcinkach drogi oddziaływała stała siła.

Re: KUSZA

: 1 stycznia 2012, 21:17
autor: jac-t
Phouty pisze:No bo przynajmniej za moich czasów, to przyśpieszenie było pierwszą pochodną szybkości! :lol:
Szybki, to może być ktoś w łóżku ;) Prędkość Phouty, prędkość !

A co do tych bloczków i sinusów masz rację ! Nie do końca...o czym za chwilę, ale podstawowo masz rację. Dzięki tym bloczkom przy sumie rzutów sił względem osi poziomej, czyli pokrywającej się z wypadkową siłą powodującą przyspieszenie strzały, to te siły będą mnożone przez sin wyższego kąta, czyli bliższego jedności.

Artykuł też kojarzę....może się już kiedyś przewiną na forum ?!

Z kompozytową strukturą materiału na łuk chodzi o naprężenia. Mianowicie przy idealnie prostoliniowo napiętym łuku, włókna po stronie wewnętrznej zginanego łęczyska znajdują się w strefie naprężeń ściskających, natomiast po zewnętrznej w strefie naprężeń rozciągających. Oczywiście to nie jest takie łatwe, bo te strefy wchodzą z każdej strony w głąb przekroju, a że jest on zmienny (i geometrycznie nieliniowym w każdej płaszczyźnie (maskara)), to oś obojętna jest zmienna na długości. A co jeszcze gorsze drewno jest materiałem anizotropowym, a w takim przypadku jeszcze niejednorodnym. Normalnie byłby po długości jednakowe znaku, tylko o zmiennej wartości, lecz przez te niejednakowe charakterysytki poszczególnych sztywności mogą się one jeszcze dodatkowo zmieniać po tej krzywoliniowej osi.

Tak więc ogólnie, to nie chciałbym Was martwić, ale WYDAJE mi się, że te Wasze teorie, to w praktyce i tak o kant dupy można....Dlaczego ? Bo Wasze uproszczenia są zbyt daleko idące - maziek tylko mi nie pisz, że wszystko da się zobrazować przy pomocy prostych przykładzików. Mianowicie chodzi o fakt, iż próbujecie zastosować liniową teorię fizyki, do bardzo nieliniowych modeli. Gdyż nie da się tego uprościć do beleczki wolnopodpartej Panie kolego architekcie (tym razem to konstruktor pokomplikuje życie :P). Z wielu powodów, oprócz tych wyżej wymienionych, to mianowicie nie ta charakterystyka geometryczna łuku - jakieś straszne całki by wyszły, więc dochodzą warunki brzegowe i początkowe równań różniczkowych 4 stopnia. Nie są spełnione podstawowe prawa wytrzymałości materiałów dla podobnych przypadków, m.in.: nie mamy do czynienia z prętami Bernoulliego, nie działa zasada płaskich przekrojów, odkształcenia nie są infinitezymalne, reakcja siły sprężystości ma charakter dynamiczny co już w ogóle dodaje kolejne równania różniczkowe do zagadnienia.
Dlatego jakiekolwiek dywagacje naukowo-teoretyczne (a nie praktyczne) w temacie by przedstawić rzetelny poziom merytoryczny musiałby być przeprowadzone z analizą matematyczno-fizyczną na poziomie akademickim.

Re: KUSZA

: 1 stycznia 2012, 21:27
autor: waliza
I i tak wyjdzie na to ,że to co stosowano w praktyce jest lepsze/praktyczniejsze. Setki lat testow i uzywania robia swoje.

Re: KUSZA

: 2 stycznia 2012, 08:25
autor: maziek
jac-t pisze:maziek tylko mi nie pisz, że wszystko da się zobrazować przy pomocy prostych przykładzików.
Wszystko się da - przecież nie chodzi nam, konstruktorze, o wyliczenie sił, tylko o to, jak to działa i dlaczego tak. Nie spodziewałbym się, żeby cokolwiek z wymienionych powodów działo się ZUPEŁNIE inaczej - i żeby w związku z tym którykolwiek wniosek JAKOŚCIOWY był błędny.
Mianowicie chodzi o fakt, iż próbujecie zastosować liniową teorię fizyki, do bardzo nieliniowych modeli. Gdyż nie da się tego uprościć do beleczki wolnopodpartej Panie kolego architekcie (tym razem to konstruktor pokomplikuje życie :P). Z wielu powodów, oprócz tych wyżej wymienionych, to mianowicie nie ta charakterystyka geometryczna łuku - jakieś straszne całki by wyszły, więc dochodzą warunki brzegowe i początkowe równań różniczkowych 4 stopnia.
A co to ma do samego schematu? Liczenie oczywiście ze względu na zmienny przekrój dodatkowo sam w sobie nieprosty byłoby upierdliwe - ale schemat jest jaki jest. On jest owszem uproszczony (i ja nie pisałem, że ona jest wolnopodparta) ze względu na to, że tak naprawdę ta beleczka (do momentu puszczenia cięciwy) jest obciążona trzema siłami, z których dwie to napięcie cięciwy, pod pewnym zmiennym niestety kątem a trzecia to prostopadła do środka kija - i wszystkie trzy mają zmienny przebieg - ale także nie spodziewam się jakościowej zmiany w stosunku do tego co napisałem, że moment będzie największy na środku kija i spadający do zera na końcach. Pewnie nie będzie liniowo spadał... ale jaki to ma wpływ na wnioski?

Poza tym to co piszesz, to może mieć znaczenie w łuku refleksyjnym, bo tam są bardzo duże przemieszczenia - ale też nie sądzę, żeby którykolwiek materiał przekraczał granicę plastyczności i odkształcał się mocno nieliniowo - bo łuk by się przecież zniszczył przy pierwszym strzale. W łuku angielskim jak najbardziej się dzieje wszystko korekt - tam przemieszczenia są proporcjonalnie bardzo małe, a długie łęczysko to prosta pała. Podobnie w baliście, gdzie z dobrym przybliżeniem mamy czyste skręcanie - siłę harmoniczną. Spodziewasz się, że inne, niewystępujące w tym modelu oddziaływania dadzą składową większą niż 1/5 - 1/4 całości? Wiadomo, że w tej baliście pewien wkład będzie miało ugięcie samych ramion, oraz rozciągnięcie cięciwy (jak gumy). Że pewna część siły naciągu nie będzie brała udziału w oddaniu strzału, bo pójdzie na odkształcenie łoża albo rozproszy się w postaci ciepła, a pewna zmarnuje się, kiedy ramiona uderzą o przetyczki na koniec swego ruchu itd. Można się habilitować zapewne - ale nam chodzi o schemat i zrozumienie, jak to GENERALNIE działa i dlaczego tak.

Ty jesteś już "cyfrowy man" ale niech Ci cyferki nie przesłaniają fizyki. Modele o których piszesz TEŻ NIE SĄ RZECZYWISTE :) - i warto o tym pamiętać.