Hohler Bogen

[Friese]

Moin,

wäre die Konsequenz aus der neutralen Faser im Bogen nicht ein hohler Bogen (wie bei einer Angelrute), um Gewicht zu sparen?

Michael

[Ravenheart]

Technisch gesehen spricht nix dagegen!

Sehr "A" ist das aber nicht... 

Aber: Da, wo's gewichtsmäßig drauf ankommt (an der Spitze), sind zumindest die STÄRKEREN Angelruten auch NICHT hohl, (bis auf einen winzigen Kanal vielleicht)...

Ich hab aber schon lange mal vor, mir aus den Kopfteilen von 2 alten, identischen Steckruten mal spaßeshalber einen Bogen zu bauen...
(natürlich Takedown, hihi)...

Rabe

[walta]

und wenn du die schnur dranlässt kannst du sogar bogenfischen

;-)

grüsse
walta
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der keine signatur hat :-)

[Pfirsichbaum]

... oder 2 richtig schöne hohle Hörner - als Take-Down versteht sich....

Elch scheint mir da eher ungeeignet.

[skerm]

Ich glaube, das wären relativ komplizierte Spannungsverhältnisse. Was passiert denn mit dem "Rücken" des Bauchteils? Entsteht dort ein quasi zweiter Rücken mit Zugbelastung, oder würde das trotzdem komprimiert werden? Dann würden die Wände des Hohlraums wohl einiges aushalten müssen.

[Lord Bane]

Kompliziert ist das Biegeverhalten im jeden Falle...auch bei einem normalen Selfbow.
Das Rohr verhält sich prinzipiell so, wie eine Vollstange, nur das das Mittelteil fehlt. Also wird sich der Bauch stauchen und der Rücken auseinandergezogen, auch wenn das Teil innen hohl ist....da ändert sich nichts.
Probleme sehe ich nur in der Belastung der Materialien und im Zweck.
Es heißt zwar immer, dass etwas hohles stabiler sei asl das selbe Ding als Vollmaterial. Aber das stimmt nur, wenn bei beiden (Rohr und Vollstange) die selbe Materialmenge eingesetzt wurde. Wenn der Außendurchmesser des Rohres gleich dem Durchmesser der Vollstange ist, dann ist das Rohr nicht so stabil wie die Vollstange.
Damit du diesem Problem entkommst, müsstest du schon große Rohre nehmen, wodurch die Wurfarme zu klobig werden.
Außerdem ist die neutrale Phaser nur ein mathematisches Konstrukt, die beläuft sich real im Bogen, wenn überhaupt, auf 1/10 mm Stärke...Da hast du mit dem Rohr also nicht so viel gekonnt, außer die Stabilität des ganzen reduziert.

[BulletSix]

hmm ...
das wäre zumindest schwierig.
man hat über den Bogenquerschnitt gesehen einen kontinuierlichen Spannungsverlauf, der in der Mitte einen Nulldurchgang hat (neutrale Faser) und seine Maximale Zugbelastung an der Rückenaussenseite und seine maximale Druckbelastung an der Bauchaussenseite ("aussen" vom stab aus gesehen, nichr vom Schützen )
Dazwischen ist die Spannung aber nicht Null (!) sondern hat einen durchgängigen Verlauf. Der Bereich, der Spannungsfrei ist, ist eigentlich nur Theoretisch vorhanden.
Im Querschnitt ergibt sich eine belastete Fläche, im Rückenbereich Zug, im Bauchbereich Druck. Die Spannung in diesen Flächen ergibt aufsummiert die Gesamtkraft, wobei Zug und Druckkraft gleich gross sind (Die Flächen müssen aber nicht gleich gross sein, das hängt von der Dehnung/Stauchung des Materials ab). Wenn man nun einen Großteil der Fläche entfernt, also ein Rohr draus macht, bleiben die Kräfte gleich (man zieht ja mit der gleichen Kraft), aber man hat viel weniger Fläche, die die Kraft aufnehmen kann/muss. Folglich eine wesentlich höhere Flächenpressung und Belastung  des Materials.

Auch ist ein Hohlquerschnitt viel steifer gegen Biegung als ein Vollquerschnitt und reagiert empfindlicher. Versucht mal ein Rohr zu biegen ... z.B. aus nem Strohhalm einen Bogen zu bauen und dann einen gleichstarken Kunststoffstab zu nehmen (Annahme: der Strohhalm war aus Kunststoff und hat die gleiche Dicke wie der "Vollstab" und in etwa die gleichen Stoffeigenschaften).
- bei gleicher Biegung wird man mehr Kraft brauchen beim Strohlam
- der Strohalm knickt sofort, wenn man eine gewisse Belastungsgrenze überschreitet ( =plastische Verformung).
- das Vollmaterial kann man weiter biegen ohne plastische Verformung und das "Versagen" tritt nicht plötzlich ein.

Je elastischer das Material ist, desto weniger drastisch sind die Unterschiede, aber wer will denn schon einen Bogen aus Gummi ...

[Lord Bane]

Jain....prinzipiell haben wir gerade fast das selbe geschrieben...aber die Zug- und Druckkräfte gehen mit nichten linear ein...das sind gaaanz doll hässliche Integrale...

[Snake-Jo]

@Rabe: Mitnichten! Geh mal in die neue tb zu den hohlen Stahlbogen, die sind doch "A" oder nicht?

@Lord Bane und BulletSix: Blech!
Geht mal in die Bionik zur Kräfteaufnahme bei hohlen Stengeln z.B. Bambus. Warum meint ihr, ist Bambus hohl und widersteht trotzdem den Hurricans z.B. in der Karibik?

[chk]

Anscheinend gibt es ein weitverbreitetes Vorurteil, dass nämlich ein Rohr stabiler wäre als ein Vollstab gleichen Durchmessers.

Dem ist absolut nicht so. Denn beim Rohr ist die zu ertragende Spannung (Kraft/Fläche) bei gleicher Biegung erheblich größer als beim Stab, weil die Querschnittsfläche des Materials eben kleiner ist. Das verwendete Material hat aber Grenzen, was die erträgliche Spannung angeht.

Wie ein Stab auf die Biegung reagiert, wird außer durch die Materialeigenschaft wesentlich durch die Goemetrie des Querschnitts bestimmt: Ein Rohr ist biegesteifer als ein gleichschwerer Stab aus dem gleichen Material. Der Vollstab ist dann natürlich dünner als das Rohr.

Der von BulletSix erwähnte Knickeffekt ist ebenfalls stark durch die Geometrie bestimmt und betrifft dünnwandige Profile, bei denen die Wandstärke wesentlich kleiner ist als der Profildurchmesser.  Hier haben wir es mit Bauteilversagen durch Instabilität weit unterhalb der theoretischen Materialgrenzen zu tun.

Der von Snake-Jo ins Feld geführte Bambus ist ein Beispiel für optimalen Materialeinsatz für den beabsichtigten Zweck ("möglichst hoch hinaus"). Hier spielen die Knoten übrigens auch eine nicht unbedeutende Rolle bei der Vermeidung von Instabilität.

Viele Grüße
Christian
(der mal Maschinenbau studiert hat)

[BulletSix]

@Bane
*korinthenk..-Modus ein*
nur um das nochmal zu verdeutlichen:
ich schrieb "kontinuierlich" bzw "durchgängig", womit ein (nahezu) stetiger Verlauf ohne Lücken und Knicke gemeint ist, was beliebig wenig mit "linear" zu tun haben muss ... Linear wäre ein Sonderfall
(z.B. ist der rechte Ast einer Ursprungsparabel auch kontinuierlich ansteigend aber mitnichten linear )
*korinthenk..-Modus aus*
hast recht, ist prinzipiell das Gleiche

@Christian
afaik hilft uns ja aber die erhöhte Biegesteifigkeit eines Rohrs nur bedingt, da ja noch Material(=Stoff-)eigenschaften eine nicht unwesentliche Rolle spielen

*wink*
BS