Показать сообщение отдельно
Непрочитано 30.06.2010, 11:20
#1
skat
windsurfer

Аватар для skat
 
Club: Лаборатория X-16
Location: Новороссийск
Weight: 76 kg.
Благодарностей: 164
Записей в блоге: 25
Теория ломающейся мачты

Кто любопытный тот уже знает про макароны, а кто не знает напомню: недавно ученые раскрыли секрет почему постепенно сгибаемые за концы макароны ломаются не на две части, а на три (реже - больше частей). Описали процесс, нашли формулу, вобщем

Смотрим короткий ролик:

YouTube - spaghetti snapped at 420 fps with Casio EX-FH20 High Speed Camera

читаем такую выдержку:

"...Однако, как только первый разлом произойдет, концы у разлома становятся свободными, и стержень макаронины начинает самопроизвольно разгибаться. При этом в стержне рождается набор упругих волн, и дальнейший профиль его изгиба определяется суперпозицией этих волн. Как оказывается, подобный процесс описывается универсальным уравнением, имеющим строгое аналитическое решение, причем не требующее никаких подгоночных параметров. Максимальная кривизна, которая может получиться в стержне, освобожденном с одной стороны, составляет 1/48 исходной. Как легко понять, каждый разлом с большой вероятностью вызывает следующий, и так далее – каскад разломов. Поскольку даже самые высококачественные макароны неидеальны и имеют слабые места, случайно распределенные по длине, процесс невоспроизводим в деталях, но характерная множественность разломов воспроизводится в каждой попытке."

А чем макаронина отличается от мачты с физической точки зрения? Правильно - ничем! :-))) Это тот же упругий стержень, сгибаемый с концов - он гнется гнется, а потом хлоп! Правда маленький :-)

И что из этого следует?

А следует очень хреновая новость, которую я кстати уже и наблюдал на личном опыте:

Если у тебя сломалась мачта - существует очень очень большая вероятность, что уцелевшая половинка получила пока еще незаметные, но все таки повреждения! Чем больше карбона - тем больше вероятность.

Ну и доказательство: Год назад у меня сломалась 100 карбоновая мачта (производителя не пишу - это тут не важно). Низ сломался - верх остался. Дилер мне подгоняет по гарантии низ от точно такой же мачты. Соединяю уцелевший верх и новый низ, набиваю все это дело, катаюсь, а после каталки обнаруживаю что мачта теперь у меня изогнута - она не прямая, а из двух прямых но под углом. А место изгиба расположено примерно в 10-15 см. от стыка на верхней части мачты (которая уцелела). Покатался я так еще несколько каталок и в один прекрасный день (я уже знал, что это произойдет. поэтому не расстроился) мачта опять сломалась - в месте изгиба понятное дело. Причем сломалась когда я парус только набивал, т.е. не от солнца и не от чего то еще. 100 процентов и никаких сомнений - не выдержала расчетной нагрузки. Место, где мачта изогнулась просто устало и не выдержало. Хлоп!

Что же получается? Я не буду утверждать, но почти уверен в следующем: согласно "теории ломающихся макаронин": когда год назад произошел первый излом (на нижней части мачты), упругая волна "долбанула" и в верхней части, но не настолько, чтобы сломать - просто часть структуры мачты повредилась и в этом месте верхняя половинка мачты ослалба. Поэтому когда я набил эту верхнюю половинку с новой нижней половинкой, мачта согнулась на месте этого ослабления. Дальше все понятно и неинтересно, ослабленная часть мачты терпела терпела, да не утерпела.

Какой должен возникнуть вопрос у внимательного читателя? Правильно: "А почему соббсна мачта с физической точки зрения как макаронина, а ломается всегда только на две части? Может быть нет в мачте никаких там суперпозиций волн напряжений?"

Совершенно правильный вопрос, а вот и ответ: Нет, в мачте возникают упругие волны и они очень сильные, и мачта сломалась бы в трех частях, но есть два момента: стык мачты и материал паруса, который натянут на мачту амортизируют энергию этих волн, поэтому после первого излома место, где должен появиться второй выдерживает нагрузку, правда иногда частично разрушаясь. Плюс не забываем, что в мачте волокна уложены в том числе и вдоль, поэтому у нее структура более стойкая.

Ну и немного аналитики типа: Чем больше расчетная набивка по мачте, чем она жестче, тем больше мачта запасает в себе потенциальной энергии, которая при разломе переходит в кинетическую. Чем тоньше стенки мачты конструктивно - тем больше риск повреждений второй половинки, когда эта кинетическая энергия создаст "суперпозицию", чем длиннее мачта, тем больше амплитуда и усилия на илзомах. Т.к. у меня была мачта 460, то я в группу риска записываю все от этого размера. 520 и больше так вообще стопудово!

Но это все теория. Вот что главное, практический вывод, который из этого следует: если сломалась 100 карбоновая мачта - менять надо обе половинки! Потому что вторая которая вроде не сломалась, запросто может быть тоже повреждена, правда пока это незаметно.

А вот тут есть куча формул по теме и много умного текста (правда по нерусски)
skat вне форума Ответить с цитированием