設計高箭速大預彎大磅數(shù)層壓弓片結(jié)構(gòu) 并簡單分析現(xiàn)代材料制作高性能傳統(tǒng)弓的可行性
繼續(xù)上次傳統(tǒng)弓的話題 設計個簡單的定性模型 分析下從內(nèi)側(cè)到外 碳纖維片+木/竹/陶瓷泡沫+玻纖片 要害部位橫纏芳綸預浸料的結(jié)構(gòu) 多大的弓片可以做多大的預彎 是否適合傳統(tǒng)弓形 這里碳纖維片采用T1000級 玻纖片用S級 玻纖理論最大伸長率5.4% 實際使用外側(cè)允許變形極限4.5%計算 按175-190cm男性使用者設計弓型 弦長135總長150cm 把手34cm其中兩邊和弓片重合夾持區(qū)8cm 弓片帶梢總長73cm 去梢實際可變形區(qū)60cm 中間夾層被打薄的集中變形區(qū)30cm厚 集中變形區(qū)達到4.5%最外側(cè)玻纖變形 則外側(cè)伸長約1.35cm(理論上碳纖維變形率小壓縮程度很低 但多少還是會壓縮的?這里將碳纖維內(nèi)側(cè)等效為變形率0%簡化計算 實際內(nèi)層有壓縮時最外側(cè)應力比計算稍低余量更大更安全)假設主變形區(qū)厚度6mm(碳纖維0.5×2 芯層竹木材2.5 玻纖片1.5 少許膠水和最外側(cè)的芳綸橫包加強層)以外層向內(nèi)4mm處為臨界面發(fā)生彎曲變形 經(jīng)計算得主變形區(qū)為約54°近似圓弧 考慮到非主變形區(qū)形變 最終變形幅度>75°是可以實現(xiàn)的 如果不極限壓榨效率 讓主變形區(qū)更長 90°變形也不是不能實現(xiàn) 按一般小稍弓土耳其弓大拉鋸拉滿弓片后掠角50-65°算(螃蟹弓那種近乎90°水平的情況暫時不考慮)弓把前傾預彎10°是沒問題的 清弓那種梢很長但后掠角較小的弓把前反可以加大到15-18° 理論上主變形區(qū)寬30-40mm情況下 最大拉力是可以做到110-150磅的 如果要繼續(xù)做大 此方案可進行的改變有加大寬度 增加最外層玻纖層厚度 增加中芯起杠桿作用的竹木層厚度(這兩者都會增加變形區(qū)厚度 會使最大變形降低柄部反曲就得減小乃至正曲)小伙伴實踐時可以根據(jù)現(xiàn)場情況自由調(diào)整 如果不追求輕箭的極致箭速 旨在增強重箭性能 可進行結(jié)構(gòu)改變 從內(nèi)到外 玻纖支撐層1.5mm 碳纖維支撐層0.5mm 竹木層2mm(集中變形區(qū)最薄處) 外側(cè)玻纖拉伸層1mm×2 要害部位橫纏芳綸強化層 通過內(nèi)側(cè)增加玻纖提供額外壓縮變形應力 外側(cè)拉伸層同步加厚的模式 在厚度不提升太多的情況下獲得額外拉力(同等彎曲程度做到180磅以上) 經(jīng)過定性分析說明了現(xiàn)代材料是可以做大預彎的傳統(tǒng)弓形 可以以更輕的弓體獲得遠大于普通筋角弓的拉力和更高的效率(因為6mm的弓體遠比傳統(tǒng)筋角弓一厘米多的弓體輕的多回彈更快)這是個定性方案 拉感 震動或者弓的外形是否美觀什么的都是沒有考慮的 只分析論證了能不能的問題 有動手能力也有興趣的小伙伴可以朝著這個方向努力實踐 結(jié)構(gòu)確定無誤 取70cm長合適寬度的各片料 用木質(zhì)模具層壓做出弓胚 切到合適長度按需要打磨外形 粘上弓梢 裝上分體弓把就可以玩了 現(xiàn)階段常見可選材料就這些 玩法就比較有限了 如果能找到最伸長率7%以上強度還足夠高的商用材料 類似螃蟹弓那種更夸張的形制也可以做出來