Eigenbau Jonker JS2

Alles gut Reini!
Ich vermute, dass Felix gar keinen Holm und Holmsteg einbauen möchte, sondern die UD-Lagen in die Beplankung/Schalen legen möchte. Interpretiere ich so aus seinem Beitrag #56

Das Excel-Programm gibt es immer noch hier zum Download:
und hier auch:
 
Das Mylar ist Oberflächenbündig in die Schale eingelassen (Vertiefung eingefräst) sieht man auch in dem Bild oben.

Alles klar, dann ergibt die Stufe Sinn.

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Zu den Gewebelagen:

Das war (wie auch geschrieben) nur eine GAAAANZ grobe Schätzung über den Daumen und entspricht im inneren Teil natürlich auch nicht der benötigten Festigkeit eines 5m Seglers. Die Belegung habe ich auch nur als Durchschnitt genommen.

Trotzdem danke für den ganzen Input. Aber natürlich kommen da auch Abstufungen, verschiedene Holme etc. rein. Deswegen habe ich auch +-2kg für das Flächenpaar geschätzt.

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Und das Excelsheet von Christian kenne und nutze ich natürlich auch schon seit Jahren 😃
 
Haubenrahmen:

Bei meinen bisher käuflichen Modellen habe ich bisher diese 2 Formen von Hauben-Auflagen gesehen:

Version "glatt":
1613826109898.png


Und Version "Stufe":

1613826155099.png



Aber geht das nicht schöner oder funktionaler?

1. Ansatz: eine Rille in den Rumpf konstruieren:

1613837538919.png


Hätte den Vorteil, dass die Haube im Rumpf sitzt und nicht umgekehrt. Leider ergeben sich dabei Hinterschneidungen im seitlichen Bereich, wodurch sich die Lösung als nicht fertigungsgerecht herausstellt.

Also bleibt mir nur die "Stufe". Oder habt Ihr andere Ideen?
 
Es geht weiter:

Die Variante "Rille" mit einem V-förmigen Profil hatte ich im Cad schon fertig, bis ich nochmal einen Schritt zurück gegangen bin und mir ein paar grundlegende Gedanken gemacht habe:

1. Seitliche Wangen: Ja oder Nein

1.1 Modellbausicht/Erfahrungen:

Wenn ein Scale-Flieger mit dem Rumpf-Vorderteil mal "härter aufsetzt" gibt das häufig einen Knacks am Haubenausschnitt.
Das ergibt sich hauptsächlich durch die schnell verlaufende Querschnittsänderung der Rumpfgeometrie bei einem gleichzeitig zu instabilen Rand um den Ausschnitt.
Das der Rumpf dabei aber komplett auseinander bricht habe ich bei harten Landungen noch nie beobachten können.

1.2 Lösungsansatz bei den Manntragenden:

Mehrere manntragende Vorbilder (ASW24, ...., JS2) haben deswegen auch zusätzlich noch einen seitlichen Rahmen, der innerhalb der Haube liegt.
Zum einen verringert das die Querschnittsänderungen des Rumpfes im Haubenbereich (rot), gleichzeitig erhöht es auch die Höhe des Rumpfes, die die Kräfte der Landung aufnehmen müssen (gelb+rot).

1614013823542.png


1.3: Schlussfolgerungen/Anforderungen, die sich hieraus ergeben :
  • Die Haube hält nie Kräfte --> muss sich biegen können und möglichst lose aufliegen
  • Änderungen im Rumpfquerschnitt sind blöd --> seitliche "Wangen" sind unbedingt notwendig
  • eine reine Verstärkung des Rahmens nimmt die Kräfte nicht so gut wie eine "geometrische Lösung" auf

2. Form der Haubenauflage

Hier habe ich alle mir bekannten Lösungen verglichen:

AusführungProContra
Glatt (👑)+mit korrekter Befestigung der Haube werden kaum/keine Kräfte übertragen --> Haube wird nicht beschädigt
+einfach zu bauen
-der Rahmen sollte "aus der Form raus" sitzen
Stufe+ggf. erhöhte Festigkeit-durch die Stufe treten Querschnittsänderungen auf
-Verbiegung der Haube nach innen nicht möglich
Rille mit dreieckigem Profil+Verbiegung der Haube nach außen und innen evtl. möglich (kommt auf die Winkel an)-durch die Stufe treten Querschnittsänderungen auf, allerdings geringer als bei den eckigeren Lösungen
Rille eckig-durch die Stufe treten Querschnittsänderungen auf
-Verbiegung der Haube nach innen und außen nicht möglich
-Haube kann verkanten, wodurch Spannungen entstehen
-Erstellung der Formen könnte tricky werden

Für mich spricht das alles für Variante "glatt" mit entsprechenden Wangen im Ausschnitt. Das ist zwar eine Technik, die ich eher von früher kenne, aber mit den heutigen Werkzeugen (3D-Drucker/CNC-Fräse) sollte sich das von der Präzision her gut in den Griff bekommen lassen.
Wenn ich den Rahmen aus Rovings mache sollte da auch von den Abweichungen her nichts mehr passieren.

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Habe ich was Grundlegendes vergessen, was mich noch umstimmen könnte?
 

husi

User
Hallo Felix,

tolles Projekt, ich lese hier gerne mit.

Die Querschnittsänderung in der Seitenansicht ist nicht so wichtig, wie die Steifigkeitsverteilung des Rumpfausschnittes quer zur Längsache (in Spannweitenrichtung).
Hier ein Bild aus meiner Dipl. Arbeit von vor vielen Jahren. Ich hatte damals die Crashsicherheit eines Rumpfes nachgerechnet. Ich denke, es zeigt gut, was ich dir damit sagen damit will.
Längsträger_mini.jpg


Viele Grüße
Mirko
 

husi

User
Hallo Felix,
Der Ausknickung wirkt ... die horizontale Fläche (siehe unten) entgegen?
nein, es ist deutlich mehr an Material, das daran beteiligt ist. Bei einem Doppel-T Träger wirkt ja auch nicht nur der Steg, auch wenn dieser parallel zu der Kraftrichtung ist.
Schneide den Bereich gedanklich mal durch. Von diesem (dann sichtbaren) Querschnitt ist das Trägheitsmoment gesucht, das die Biegung des Rumpfes nach außen verhindern soll. Ich habe für die weiteren Rechnungen dann einfach einen Ersatzträger genommen, der die gleichen Biegeachsen hat und genauso "fest" ist.
Querträger_klein.jpg

Viele Grüße
Mirko
 
Gerade ist Klausurphase, deswegen geht es nur langsam weiter:

Da die Rumpfkontur fertig ist ging es jetzt an den Fertigungsprozess des Rumpfes. Aber bevor es an den wirklichen Rumpf geht habe ich noch ein paar Sachen ausprobiert:

Meine erste Idee war es die einzelnen Segmente des Rumpfes auf ein Aluprofil aufzuschieben (/aufzupressen) und dann zu verkleben. Als ersten Ansatz habe ich versucht eine Art Übergangs/Presspassung zu konstruieren (Alu 20x20mm, Ausschnitt 20x20mm). Da die Segmente allerdings 150mm lang werden sollen halte ich es für fehleranfällig so maßgenau zu drucken, dass alle Teile gleich gut passen.

1615026500208.png


Das Konzept mit dem Aluprofil wollte ich aber nicht aufgeben, so habe ich bis zur V4 entwickelt:

1615026621227.png


Änderungen von V4 gegenüber V1:

  • der Ausschnitt ist 23x23mm, das Aluprofil wird über gedruckte 3mm Keile in die Ecke mit der "freigefrästen Nut" gedrückt (dadurch liegt das Aluprofil garantiert auf 2 Seiten an, nicht nur auf der Ecke)
  • Die Fase erleichtert das Ansetzen vom Alu und verhindert, dass der beim Drucken evtl. entstehende Elefantenfuß eine punktuelle Verengung entsteht
Ab dem Punkt war ich fast so weit, dass ich das so umgesetzt hätte, aber das Aluprofil könnte ja auch minimal verdreht sein, was ich dann aber nicht korregieren könnte.
Deswegen werde ich die Rumpfscheiben zuerst mit Hilfe der Passstifte gegen Verdrehen sichern und anschließend das Aluprofil mit ca 1mm Spiel locker einschieben und dann alles verkleben.
 
Weiter geht´s mit dem Drucken.

Bei solchen "Großprojekten", wo es mir beim Druck auf bestimmte Eigenschaften ankommt optimiere ich immer vom meinem eigenen Standard-Profil aus.

Bei diesem Projekt kam es mir auf eine starke Shell bei geringem Materialverbrauch und hoher Druckgeschwindigkeit an.

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Starke Shell/Außenhaut

Die äußerste Wand wird mit einer höheren Extrusion Width gedruckt.
--> höhere Layer-Adhesion (Schichthaftung) bei gleicher Druckzeit
--> stabilere Außenhaut
1615735999083.png


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Geringerer Materialverbrauch:

Als Infill verwende ich bei großen Objekten gerne "Cubic Subdivision". Hier variiert die Größe/Dichte des Infills, sodass große Hohlkörper im inneren weniger dicht als außen sind. Das ergibt eine kürzere Druckzeit bei gleichen Anbindungen an die Shell.

1615736901677.png


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Hohe Druckgeschwindigkeit

Ergibt sich irgendwie schon aus der Überschrift.
Standardmäßig waren meine Drucker darauf nicht ausgelegt (sind auch schon was älter, laufen aber noch gut).
Deswegen habe ich vor geraumer Zeit mal die PIDs vom Extruder auf einen entsprechend hohen Durchfluss angepasst. Im Temperaturverlauf wirkt das wirklich Wunder (+-0,5 Grad).
 
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