arbalete classico vs pneumatico e roller e devivati

[MarioB]

:clapping: Bel lavoro, Raimund!

 

Se ho tempo più tardi, do un'occhiata per vedere se ho riferimenti bibliografici per modellizzare appropriatamente la oscillazione della sezione. Comunque il modello mi piace anche così (con una oscillazione probabilmente sovrastimata) perché rende bene l'idea. Bravo!

 

Una sola nota circa la curva di velocità e accelerazione iniziali: l'inerzia, in un esperimento reale, pesa molto di più rendendo più smooth il raggiungimento della velocità di contrazione finale.

 

Colgo l'occasione per chiederti, sempre nella curva di velocità, da dove saltano fuori le oscillazioni quasi periodiche. Qual è il parametro che le modula?

 

Grazie e complimenti per il bel lavoro.

[MarioB]

Poichè la velocità di trasmissione dell'impulso nell'elastico è funzione dell'energia in essa immagazzinata, abbiamo che (viste le basse velocità che ho stimato per il tiro di XIPHOS) molto probabilmente la velocità di trasmissione nel caso del mio video è inferiore ai 90 m/sec "presunti" da Mario e più vicina ai 68 m/sec del limite inferiore del range verificato sperimentalmente.

 

In altre parole ... l'elastico era vecchio, sminchiato e soprattutto ( ma questa è una mia ipotesi ) freddo. Come dicevo c'erano 8 °C circa.

Pertanto il fucile ha tirato con poca velocità e l'impulso ha viaggiato ad una velocità inferiore ai 90 m/sec stimati.

 

Mario, ti è piaciuta ?

 

Stefano, le considerazioni circa le misure sono corrette. Credo che le considerazioni circa il risultato siano errate. Come vedi, sto usando un "credo" come prima avevo usato un "presunta" velocità...

 

Purtroppo con il frame rate disponibile (che già è un bell'aiuto!) l'indeterminazione resta: la velocità dell'impulso è di circa 85-90 +/- 20 m/s. Io credo che la velocità a cui si muove l'impulso sia molto più prossima al valore atteso (85-90) che non agli estremi. Vi sono ragioni per cui, invece, mi sarei atteso un incremento della velocità di impulso (era questo shift che speravo di poter misurare dai tuoi dati...). Per un fattore del 400% infatti mi sarei atteso di vedere un primo piccolo picco quasi senza "trasporto di massa" seguito dal picco principale. Vi sono anche ragioni per cui ci si potebbe attendere un leggero abbassamento di tale velocità (rilassamento eccessivo).

 

Tuttavia, se hai seguito il ragionamento precedente, per quanto semplificato e parzialmente inesatto, la notevole diminuzione della velocità dell'asta è più imputabile al fatto che nel tratto che segue l'impulso, l'elastomero non è rilassato ma ancora sottoposto a tensione che è tanto più alta quanto l'elastico è rovinato.

 

Ad essere un po' più precisi, nella parte che segue l'impulso il materiale non è rilassato tutto allo stesso modo.

 

Facciamo l'esempio di aver tracciato dei marchi ad un cm di distanza l'uno dall'altro. Nella porzione di elastico ancora in tensione questi disteranno 4 cm, mentre nella porzione che segue il fronte d'onda troveremo, ad es., che questi distano 1.7 cm, 1.4 cm, 1.2 e magari l'ultimo 1 cm. Quello che si potrebbe definire una contrazione conica.

 

A queste porzioni diversamente contratte, corrispondono velocità differenti. A queste velocità differenti si possono associare isteresi differenti (in fisica esiste un calcolo specifico).

 

Inoltre, la circostanza che tu riporti (c'era freddo, 8 gradi) comporta che l'isteresi fosse ancora maggiore. L'isteresi è legata a cambiamenti di fase locali (cristallizzazioni locali del network dell'elastomero) che sono più cospicui a basse temperature e meno ad alte. Vado a memoria, ma poi, eventualmente possiamo verificarne l'esattezza: in una gomma naturale che segue il suo ciclo di carico e scarico, al netto dell'effetto Mullins, a 80 gradi centigradi, non mostra più isteresi, o comunque è un fenomeno ridottissimo.

Modificato Febbraio 16, 2013 da MarioB

[Stefano Soriano]

Grazie Mario, per il chiarimento.

Penso di aver capito a cosa ti riferisci, ma credo che la mia attrezzatura non sia in grado di rilevare questo fenomeno.

Posso provare a fare qualche tentativo di ripresa con marker messi a 1-2 cm di distanza, ma temo che la qualità dell'immagine non sia sufficiente per un'analisi di buona qualità.

[raimund]

Mario, le oscillazioni ci sono sicuramente anche nell'esperimento reale. Sono la causa perchè il rilascio di un elstico senza carico è cosi "rumoroso".

Le vibrazioni sono il modo in qui il sistema dissipa l'energia.

 

Le masse e l'inerzia sono abbastanza ben modellati.

Quello che ho trascurato è:

- il damping interno del materiale

- l'effetto fluidodinamico dell'aria, che specialmente all'interno della gomma, dove è "incastrata" ha sicuramente un'effetto smorzante. Ma anche all'esterno la produzione del rumore che sentiamo consuma energia.

 

Con una massa sul capo dell'elastico le vibrazioni spariscono quasi completamente. Nel grafico sottostante ho attaccato una massa di 200g sul singolo elastico megatex 16mm.

 

 

http://img703.imageshack.us/img703/5789/megatexc200g.png

 

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[MarioB]

Certo, Raimund, che le oscillazioni ci sono anche nell'esperimento reale.

http://www.arbalogica.net/ita/Ordine/Mega275.jpg

 

Per questo motivo ti chiedevo come ne hai tenuto conto nel modello...

 

Se ritrovo i dati originali, provo a processarli senza filtro e a mettere giù un grafico v(t) e non v(s).

 

A dopo

[MarioB]

Questi i dati del 16mm stirato al 275%.

http://www.arbalogica.net/ita/Ordine/Mega16275.jpg

 

Sono filtrati...

 

In questo caso ci vogliono circa 3ms per raggiungere la velocità massima. La tua simulazione è al 400%, quindi ci sta che la velocità massima sia raggiunta molto prima (non ci sono neppure le difficltà legate allo sgancio e alle misure...).

 

Se vuoi divertirti a simulare il 275% e a sovrapporci i dati sperimentali (quelli di Stefano dovrebbero essere anche migliori).

 

Velocità [m/s] Tempo [ms]

0 0

20,46367 1,655329

33,8625 2,585034

36,8102 3,537415

37,41307 4,444445

39,50626 5,192744

38,96506 6,054422

37,42697 6,9161

37,42697 7,777778

39,50626 8,61678

36,46729 9,455782

37,427 10,36281

35,55561 11,24717

36,0057 12,15419

Modificato Febbraio 16, 2013 da MarioB

[fabryfish]

certo suppongo sia un pò complesso modellizzare le oscillazioni radiali su tutto l'elastico in trazione, a meno che non si decidano più punti di rilevamento.

Mario, qui nel tuo penultimo grafico ti riferisci alle oscillazioni intese come picchi di differenza di velocità di contrazione del capo libero,.. invece credo che raimund si riferisca alle oscillazioni intese come spostamento radiale dell'elastico

Modificato Febbraio 16, 2013 da fabryfish

[sardus pater 70]

mamma mia, siete inarrivabili, è veramente interessantissimo leggervi ma non sempre facile .

Giusto per alleggerire un tantino la discussione, e siccome si parla di "arbalete classico vs pneumatico, roller e derivati" vorrei dare un piccolissimo contributo al confronto arbalete tradizionali vs derivati. Metto un filmato con due prove di tiro di due fucili abbastanza simili come dimensioni, elastici e asta. Il primo è una realizzazione di Habanero, si tratta di un arbalete classico circa 110, triplo elastico (cressi scarlett 16 mm) asta 7,5 mm; il secondo è il mio volcan 110, tre coppie di elastici cressi scarlett 16 mm e asta da 8 mm.

Mario

Modificato Febbraio 16, 2013 da sardus pater 70

[Ospite RickCT75]

Come ti capisco! Anch'io fatico non poco a seguirli....

Cmq ora, caro Stefano, vai col lisssio: misurazione tracce audio

Cmq si vede già dalla penetrazione sul bersaglio la differenza abissale... Anche se mitigata un pochino dal fatto che le aste erano leggermente differenti come grammatura.

Modificato Febbraio 16, 2013 da RickCT75

[Stefano Soriano]

Come ti capisco! Anch'io fatico non poco a seguirli....

Cmq ora, caro Stefano, vai col lisssio: misurazione tracce audio

Cmq si vede già dalla penetrazione sul bersaglio la differenza abissale... Anche se mitigata un pochino dal fatto che le aste erano leggermente differenti come grammatura.

 

C'e già nel video nei titoli di coda

[Ospite RickCT75]

Si, è' vero. Ma non ha specificato come ha ottenuto/calcolato le velocità... Magari potevi confermare o smentire... Anche se a dire il vero non ce n'ètanto di bisogno.

Modificato Febbraio 16, 2013 da RickCT75

[sardus pater 70]

sono state calcolate con le tracce audio, ma se ho fatto errori correggetemi pure.

Mario

Modificato Febbraio 16, 2013 da sardus pater 70

[Stefano Soriano]

Certo, Raimund, che le oscillazioni ci sono anche nell'esperimento reale.

http://www.arbalogica.net/ita/Ordine/Mega275.jpg

 

Per questo motivo ti chiedevo come ne hai tenuto conto nel modello...

 

Se ritrovo i dati originali, provo a processarli senza filtro e a mettere giù un grafico v(t) e non v(s).

 

A dopo

 

Confermo:

 

http://www.stefano-soriano.it/arbaffertus/images/Arbaffertus/arbalistica/contrazione_aria/vel_med_5_cm_confronto.jpg

[raimund]

Una piccola animazione dell'onda di contrazione:

 

 

Le oscillazioni spariscono completamente con un paio di grammi di massa sul capo dell'elastico.

Modificato Febbraio 16, 2013 da raimund

[orvac]

Scusate se riprendo qualche considerazione sui frame pubblicati da Stefano.

 

Stando all'ottima rappresentazione (mi piace molto...ma...) di Raimund la gomma è inerte

fino all'arrivo dell'onda di contrazione.

Bhe! Allora perchè da frame 0 a frame 2, cioè prima che la puleggia inizi a girare, il marker sulla gomma

(quello più prossimo alla testata) si avvicina di 1mm alla testata stessa? Mentre l'asta percorre decisamente più spazio.

 

Oreste