Massaranduba-Bambus mit Perry-Reflex

[Galighenna]

@Toaster,
ich persönlich finde diese Werte von Galis Bogen schon sehr riskant (also nicht im Sinne von lebensbedrohlich sondern eher in Richtung waagemutig)

Hmm war damit meiner gemeint? Meiner ist weder geleimt noch hat er reflex...

Nochmal zu den Backings und Perry-Reflex:
Um den Reflex zu halten sind doch beide Seiten gefragt. Die Bauchlage muss den Druck halten und die Rückenseite muss den Zug halten. Ist der Bauch leicht komprimierbar weil weiches Holz, geht der reflex zurück. Ist der Rücken dehnbar weil elastisches Holz geht der reflex ebenfalls zurück... Die Klebefuge spielt ausserdem auch noch eine Rolle. Die Scherkräfte können ja auch in der Fuge dafür sorgen das sich das Material etwas schieben kann.
3 Dinge sind wichtig:

• Je zugstabiler der Rücken desto mehr reflex bleibt erhalten
• Je druckstabiler der Bauch desto mehr Reflex bleibt erhalten
  [li]Je dünner die Klebefuge, desto weniger können die Scherkräfte die Laminate gegeneinander verschieben -> mehr reflex bleibt erhalten

Bambus als Rücken ist deshalb also schon mal top. Massa ist ja sehr hart, dürfte daher viel Druck aushalten.
Was mir jetzt gerade so eingefallen ist beim Schreiben und drüber nachdenken: Wenn Massa druckstabil ist, ist es vielleicht weniger Zugkräftig als andere Hölzer. Das würde zumindest den enormen Set erklären den diese Bögen entwickeln können ohne Backing...

Das bedeutet wiederum, wenn ich auf einem Bogen eine ganz dünne Bambusschicht aufleime, befindet sich ein Teil des Massa auf der auf Zug belasteten Seite des Bogens. Das bewirkt dann, das der eingeleimte reflex stärker zurück geht, und sich auch beim Tillern und einschießen stärker wieder rauszieht. Das Massa dehnt sich einfach.

Um möglichst den Set gut zu erhalten, müsste man also genau die Laminatstärken so treffen, dass die Klebefuge in der neutralen Zone liegt.

Das scheint bei diesem Bogen gut gelungen zu sein. Gratulation nochmal

[tomtux]

@skerm

die spannungsverteilung über den querschnitt bei einem unter vorspannung verleimten mehrschichtigem rohling ist nicht mehr linear.
da hilft kein überlegen mehr, das muss man rechnen!

[acker]

Wenn Massa druckstabil ist, ist es vielleicht weniger Zugkräftig als andere Hölzer. Das würde zumindest den enormen Set erklären den diese Bögen entwickeln können ohne Backing...

- Nein, Massa ist ebenfalls sehr Zugstark
- Der Set kommt Zustande durch falsches Design und feuchtes Holz.
Aufgrund der sehr hohen Dichte trocknet Massa sehr langsam ab, selbst dünne Laminate trockne ich noch 2 Wochen lang im Haus bevor sie verleimt werden.
Schau Dir mal den "warrior" an, der hat grad mal 1" +- set

- Massa hat aber 2 Probleme:
1, versprödete Stellen
2, helleres Holz ist nicht sehr druckstabil, das kann schon relativ nervig werden wenn es übergangsweise in einer Bohle ist.

Gruß acker

[skerm]

@skerm

die spannungsverteilung über den querschnitt bei einem unter vorspannung verleimten mehrschichtigem rohling ist nicht mehr linear.
da hilft kein überlegen mehr, das muss man rechnen!

Ich kann das leider nicht analytisch rechnen, dafür kenn ich mich dabei zu wenig aus. Ich nerv aber zur Zeit eh einen Freund, der sich mit FEM besser auskennt als ich, daß er das mal damit rechnet. Ich find dieses Thema nämlich auch in Hinblick auf die Konstruktion von Kompositbögen sehr interessant.

Gruß,
Daniel

[the_Toaster (✝)]

Finite Elemente? Deute ich das richtig? Whow!

Da hat der alte Archimedes schon mit rumgerechnet...

[Lucky Luke]

@skerm
Daß die Druckdehnung am Bauch bei gleichem Zuggewicht durch den dünneren Belly beim reflex verleimten Bogen geringer als beim geraden Bogen ist, ist mir nicht unmittelbar klar. Ich finde, daß muss man genauer anschauen.

Ich denke auch, dass das Verhalten eines Perry-Reflex verleimten Bogens durch die Verschiebung der neutralen Ebene zustande kommt.
Man sollte ihn aber nicht mit einem geraden Bogen vergleichen, sondern mit einem Bogen mit natürlichen oder gedämpften Reflex. Dann wird der Vorteil klar ersichtlich.

Zur Veranschaulichung hier ein paar Skizzen wie ich es mir vorstelle:
(Der einfachhalber wegen wurde hier das Backing und Facing gleich dick und gleich stark angenommen. Damit fällt die neue neutrale Ebene auf die Leimfuge. )

Wenn das Facing und das Backing verleimt werden, sehen die Spannungsverläufe erst mal so aus:



Der Rücken ist auf Druck belastet. Der Bauch auf Zug. Und in der Leimfuge gibt es einen "Sprung" von Zug auf Druck.

Wird jetzt der Bogen gerade gebogen, bleibt die Länge der neuen neutralen Ebene gleich, und damit auch die Spannung auf der neutralen Ebene.
Wenn der Bogen genau gerade ist, haben auch automatisch die anderen Bereiche des Bogens die Länge der neutralen Ebene.
Der Bauch ist damit sehr wohl auf Druck beansprucht, aber nur so stark, wie der "Rücken" des ursprünglichen Facings beim verleimen.

Das sieht dann so aus.



Beim weiteren Ausziehen steigt dann die Spannung wie folgt an:




Ein natürlich reflexer Rohling mit gleicher Dicke, hat im reflexem Zustand dagegen keinerlei Spannungen.



Wenn er dann gerade gebogen wird, hat er schon deutlich größere Spannungen am Bauch und Rücken.



Und auch beim weiteren Ausziehen bleibt der natürlich reflexe Bogen stärker belastet.



Anhand dieser Überlegungen sieht man, das ein Perry-Reflex tatsächlich die Belastung des Bauchs/Rücken verringert, und das ein natürlich reflexer Bogen dünner und breiter sein muss, als ein Perry-Reflexer Bogen.


Bezüglich des Verlustes von einem Teil des Reflexes nach dem Verleimen:
Wenn die Schraubzwingen nach dem Verleimen gelöst werden, wird das Backing versuchen das Facing zu komprimieren. Das Facing dagegen wird probieren das Backing zu strecken.
Wenn beide Laminate gleich stark sind, wird der Rohling kein Reflex verlieren.
Normalerweise wird aber das Facing stärker sein als das Backing. Daher wird das Backing etwas gestreckt und etwas Reflex geht verloren.
Wenn nun beim Tillern das Facing ausgedünnt wird, verschiebt sich natürlich wieder das Kräftegleichgewicht, und der Reflex kann wieder zunehmen...

[skerm]

@toaster: Ja, Finite Elemente Methode. Da gibt es diverse Programme mit hunderten Buttons und Optionen. Ich mag die nicht alle lernen

@Lucky Luke: Schöner Beitrag! Als ich solche Dinge gelernt habe, war mich noch nicht klar, daß ich es tatsächlich fürs Leben machen könnte, deshalb is das meiste schon wieder weg.

Der Vergleich mit dem geraden Bogen ist sinnvoll, weil es darum ging, ob Perryreflex geeignet ist, Bauchholz für ein gegebenes Zuggewicht zu schonen. Gegenüber dem natürlichen oder reingedämpften Reflex ist es glaub ich gut verständlich, daß die Perryversion schonender ist.

Was weiter interessant ist, eben was die Kompositbögen angeht, ist die Scherspannung in der Klebelinie, im Vergleich Perryreflex und natürlicher Reflex. Kannst du das erklären?
Ich frage mich nämlich, wo die Überlebenschance für eine Hautleimklebung zwischen Horn und Holz höher ist. Mit Epoxy oder anderen modernen Klebern ist das meiner Erfahrung nach egal, da versagt vorher das Holz neben der Klebung.

FEM kommt natürlich trotzdem, allein schon wegen der größeren Dehnungen. Streng genommen sind die bisherigen Überlegungen nur bei kleinen Dehnungen richtig.

Gruß,
Daniel

[the_Toaster (✝)]

@ Lucky Luke: Sehr übersichtlich dargestellt. Jede genauere Ausführung würde mehr als Allgemeinwissen und Messungen mit Kontaktsensoren erfordern. Die Erklärung gehört eindeutig ins Wiki!

Zur Scherspannung:

Ich denke, dass die Belastung in der Leimfuge bei einem Perry Reflex Bogen wesentlich höher ist. Ist ja auch klar. Irgendwoher muss die Energie ja auch kommen. Der Spannungssprung ist natürlch nicht ganz so steil wie in den Skizzen dargestellt.
Im natürlichen Reflex verteilt sich die Belastung dann gleichmäßiger über die Dicke des Bogens.
Beim Perry kommts also eher darauf an, dass die Klebefuge der Belastung standhält. Da muss der Faserverbund entsprechend zäh sein. Aber das schaffen auch gute Hautleime. Siehe Yumi.
Beim natürlichen Reflex darauf, dass das Material insgesamt standhält. Es muss also noch zug- und druckfester sein als bei einem geraden Bogen.

[Lucky Luke]

Schön das meine Erklärung gefällt 

Bezüglich Scherspannung gehe ich auch davon aus, dass die Leimfuge beim Perry Reflex stärker belastet wird.
Dazu muss man natürlich erst mal klären, woher die Scherspannung beim gerade verleimten Bogen herkommt.
Momentan stelle ich es mir wie folgt vor:
Im geraden Zustand ist der gerade verleimte Bogen Spannungsfrei.
Gebogen wird der Bogen durch die Zugkraft der Sehne. Die Sehne leitet die Kraft an den Nocken am Bogenrücken ein, und bewirkt damit ein Biegemoment auf die einzelnen Wurfarmabschnitte.

Wie werden aber nun die Kräfte vom Bogenrücken auf das restliche Holz verteilt?
Das passiert natürlich durch die Haftung der Holzfasern untereinander bzw über die Leimfuge.

Dass würde bedeuten, dass die Leimfuge umso mehr beansprucht wird, je kräftiger das Bauchlaminat ist. (Das Bauchlaminat braucht ein Moment x zum biegen -> dieses Moment x muss von der Leimfuge übertragen werden...).

Bei ein Sehne-Holz-Horn Bogen wird ja das Holz im Prinzip auch "Perry-Reflex" verleimt. Das Holz ist ja schon reflex vorgebogen wenn das Horn draufkommt.
Wenn das Horn dagegen im geraden Zustand aufgeleimt wird, wird es weniger komprimiert im Auszug. Daher müsste es ein geringer Moment benötigen, und die Leimfuge wäre weniger belastet...

[Lucky Luke]

Bezüglich FEM und der Betrachtung von mehrlagigen Bögen:

Man kann auch mehr als 2 Laminate ohne FEM betrachten.
Der Grundansatz dabei ist, dass die Dehnung und Stauchung sich genauso linear von der neutralen Ebene aus ändert, wie bei einem homogenen Rohling.
Wäre das nicht so, hätten sich die Laminate an der Leimfuge zueinander verschoben, und die Leimfuge hätte versagt.

Damit ist also die Dehnung und Stauchung also leicht berechenbar.
Die daraus resultierenden Kräfte ergeben sich aus der Dehnung multipliziert mit dem E-Modul. (Solange wir im linear-elastischen Bereich bleiben).
Da das E-Modul natürlich unterschiedlich für die einzelnen Materialien ist, ist damit die Kraftverteilung bzw Spannungsverteilung nicht linear wie bei einem homogenen Rohling, sonder es gibt Sprünge an den Leimfugen...

Das resultierende Biegemoment dieses Wurfarmabschnittes dagegen, kann man über das Integrieren der Kräfte über die Dicke und Breite des Wurfarms bekommen...


Nun gut. Soweit die Theorie. Um damit etwas genau auszurechnen, muss man sicherlich noch etwas mehr Gehirnschmalz investieren.
Aber es hilft, um damit qualitativ ein Design abzuschätzen.
Man kann z.B. erklären, warum ein Sehnenbacking einen Bogenbauch entlasten kann, und ein Hanfbacking den Bogenbauch dagegen stärker belastet.
Oder z.B. warum bei einem Bambusbacking "Trapping" vorteilhaft sein kann...

[Galighenna]

Hallöchen

Ich mag nur ungerne als Buhmann auftreten, und die Diagramme sind auch nicht schlecht, sind übersichtlich usw., aber meiner meinung nach nicht ganz korrekt.
Ich würde gerne ein paar DIagramme basteln, und mir ein paar Mathematische Gedanken darüber machen.

Ich hab vorhin gesehen das der Toaster da einen Thread aufgemacht hat, in dem es eben halt um Perry-Reflex ging, meint ihr da passt das vielleicht besser hin? Dann mach ich mal jetzt und poste das dann da, nebst Erklärungen.

Das wird aber ein kleines bißchen komplizierter...

[Lucky Luke]

Da bin ich aber gespannt Galighenna.
Bin immer offen für neuen Ansichten und Ideen...