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Discussione: Bilancieri e legge di Hooke

  1. #1
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    Predefinito Bilancieri e legge di Hooke

    Ragazzi chiedo aiuto a chiunque sia in grado di rispondere a questo dubbio che mi porto dietro da tempo... Cerco di essere meno ingegnere possibile nella terminologia ma perdonatemi se mi scappa qualche termine .... Senza poter mettere dei disegni faccio fatica a spiegarmi. Tutti saprete la differenza tra un serio bilanciere da powerlifting e da weightlifting. Oltre alle distanze tra le zigrinature e la tipologia dei cuscinetti (bronzine o a rullini) la più eclatante differenza è la deformazione sotto carico (ingegneristicamente chiamata freccia e indicata con la lettera f). Se mettete sul collo un bilanciere da powerlifting caricato con 120 kg si ha una certa flessione del bilanciere mentre se fate la stessa con un bilanciere da weightlifting caricato con lo stesso peso la flessione è molto molto più grande. Se vi muovete un pò sentiterete benissimo il bilanciere che si comporta come una molla. Mi state seguendo fino qui? Il perché debba essere così non è il tema del mio dubbio e comunque dovrebbe essere abbastanza ovvio per tutti quelli che li usano. Il mio dubbio è più meccanico. Chi ha studiato un po' di meccanica dei materiali sa che esiste la famosa legge di Hooke che dice che la deformazione di un materiale è proporzionale alla tensione applicata secondo la famosa costante di elasticità (cioè il modulo E che per gli acciai vale 210.000 N/mm2). Chi ha studiato un po' i materiali sa anche che per qualsiasi tipo di acciaio (qualsiasi) la costante E ha sempre e solo quel valore. Non esiste nessun modo per cambiarlo aggiungendo elementi in lega o trattamenti termici e meccanici. Nulla e nessuno può cambiare il modulo E di un acciaio. Ora... nella formulina con cui si calcola la flessione delle pizze in un bilanciere (a parole e senza lettere greche non ve la riporto) compaiono solo il carico, la lunghezza della barra, il modulo E e il momento d'inerzia della sezione I (che dipende solo dal diametro della barra). Cominciate a capire la mia domanda? Perché essendo uguali i diametri, le lunghezze e i pesi, le flessioni sono così differenti se il modulo E è lo stesso? Non è vera la legge di Hooke o non è vero che il modulo E è costante per tutti gli acciai?

  2. #2
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    Bella introduzione steel.....

    Ma sembra una super*****la!

    Quando lavoravo in technogym, come ci lavori tu adesso, c'era un ingegnere responsabile del reparto r&s che aveva veramente i controca..i.

    Penso che lui avrebbe potuto risponderti...io no di sicuro.

    Una risposta potrebbe dartela ironpaolo, ingegnere, o yashiro, che è titolare di powergear e produce attrezzi per pl e wl eccezionali.

    O forse tetsujin....
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  3. #3
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    In realtà, è vero che il modulo elastico è costante negli acciai, però un pò varia nella realtà, su prove sperimentali all'università abbiamo trovato moduli elastici anche di 170000 MPa. Detto questo, non credo che si lavori in quella direzione, ma penso vengano utilizzati acciai ad alto limite elastico e con un momento d'inerzia della sezione ridotto, ad esempio utilizzando un tubo (con uno spessore elevato di parete) anzichè un tondo pieno.
    è l'unica soluzione che mi viene in mente

  4. #4
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    Pironman se sei un ing possiamo capirci. Prova a fare il calcoletto con 170000MPa non cambia così tanto. Alzare il limite elastico non cambia nulla per quanto riguarda la deformazione finchè rimani in campo elastico..Un tubo dici? impossibile. Prova a calcolarti la tensione su un tondo da 28 mm con bilanciere tutto carico, andresti molto sopra i valori ammissibili.. Io ho sempre pensato che facessero trattamenti termomeccanici tipo negli acciai Maraging o Damasco ma non mi risulta che anche in questo caso cambi tanto il modulo E. Guarda in rete i test dell'half rack Lifefitness (fanno cadere sulle barre un bilanciere, immagino Eleiko, tutto carico e si vedono le pizze flettere di almeno 3-400 mm). Una cosa ingegneristicamente inspiegabile.... Eraser per te sarà una supercazzula ma ti assicuro che nessuno mi ha mai saputo rispondere... (neppure i tecnici di Eleiko che lo sanno ma non te lo dicono di certo....ah ah ah...)....

  5. #5
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    In effetti non ho fatto calcoli, poi provo. Però sicuro che con un tubo si oltrepassa la tensione di snervamento? Considera che i moderni acciai martensitici hanno carichi di rottura di 1700 MPa, contro i 200 MPa degli acciai da costruzione basso legati. Ok, non credo vengano usati questi per i bilancieri, però già con acciai alto legati multifase si oltrepassano tranquillamente i 600 MPa di tensione di snervamento. Dovrei fare due conti per avere un idea della tensione applicata, aspetta un attimo

  6. #6
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    ok ho fatto due conti, ho considerato un bilanciere olimpionico con massimo carico di 350 kg, ho aumentato il carico del 50% per considerare eventuali effetti dinamici (visto che il bilanciere viene lanciato), ottenendo un momento flettente massimo di 1200000 Nmm, considerando un tondo da 28 mm pieno ho una tensione massima sulla sezione di 557 MPa, mentre se uso un tubo da 5mm di spessore (De = 28mm, Di = 18mm) la tensione massima è 672 MPa.

    sono entrambe tensioni fattibili, con acciai speciali. Quindi, io credo che quelli olimpici siano forati e utilizzino acciai a più elevata tensione di snervamento, è l'unica spiegazione che mi so dare

  7. #7
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    Perché non chiedete a yashiro, che li costruisce ed è titolare di un'azienda dove fanno meccanica di precisione (oltre che di powergear)?

    Fate il mio nome...e guardate su youtube la prova di resistenza del primo rack costruito per la serie.

    Ora quel rack è nella mia palestra.

    Eraser
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  8. #8
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    Piro ne ho tagliato uno di quelli superflessibili, ti assicuro che non sono forati. Inoltre, perdonamni ma ti correggo un po' i calcoli. Intanto devi dimensionare a snervamento (o a Rp0,2) e non a rottura e poi devi tenere conto del coefficiente di sicurezza che per normativa in questo campo va dai 4 ai 6. Inoltre, ahimè, devi tenere conto anche della fatica visto i cicli di carico e scarico di un bilanciere che deve durare anche 20 anni. Riprova poi mi fai sapere....Gli acciai da bilancieri viaggiano su Sr di 1200-1400Mpa (che non è poco nel mondo reale, all'università c'è roba migliore, lo so, ma nell'industry poi non esistono). Rimango con il dubbio...

  9. #9
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    Piron ricalcola con 450 kg di carico. Sono omologati x quel carico i bilancieri da wl. Da pl ormai andiamo ben oltre…

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  10. #10
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    Citazione Originariamente Scritto da puresteel Visualizza Messaggio
    Piro ne ho tagliato uno di quelli superflessibili, ti assicuro che non sono forati. Inoltre, perdonamni ma ti correggo un po' i calcoli. Intanto devi dimensionare a snervamento (o a Rp0,2) e non a rottura e poi devi tenere conto del coefficiente di sicurezza che per normativa in questo campo va dai 4 ai 6. Inoltre, ahimè, devi tenere conto anche della fatica visto i cicli di carico e scarico di un bilanciere che deve durare anche 20 anni. Riprova poi mi fai sapere....Gli acciai da bilancieri viaggiano su Sr di 1200-1400Mpa (che non è poco nel mondo reale, all'università c'è roba migliore, lo so, ma nell'industry poi non esistono). Rimango con il dubbio...
    se mi confermi che non sono forati, allora non so, mistero della scienza
    certo so che il dimensionamento va fatto a snervamento e non a resistenza, ma sei sicuro dei coefficienti di sicurezza? Neanche gli alberi motore sono così sovradimensionati, e con tutte le variazioni di sezione che hanno e il numero di cicli che devono sopportare sono molto più penalizzati a fatica.
    bisognerebbe contattare il tipo che dice eraser è uno qui del forum?

  11. #11
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    Uno dei pl italiani che preferisco. ..
    Gabriele Baccaglini
    Eraser
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  12. #12
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    Piro l'albero a gomito non te lo metti sulle spalle con 300 kg. Scherzo dai...Ah ah ah... Le norme UNI957 sono molto molto severe. Pensa che nei cavi attaccati ai pesi si arriva a 6 e poi non ti dico cosa si considera sulle parti in cui è applicato il peso dell'utente (tipo sellini, pedane e cose simili)... I produttori seri le seguono scrupolosamente e i test vengono fatti con milioni di cicli di massimo carico (non 10-20 volte).. ma stiamo andando fuori tema...fidati che non sono forati! Se ti vengono altre idee le valuto volentieri....

  13. #13
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    ragazzi…
    mi meraviglio…
    non avete tenuto conto del coefficiente fava!!!!
    Una volta ci si faceva il culo per vivere, ora è la vita a esser presa per il culo! [Heerokeem]

  14. #14
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    "The Force shall set me free"
    Credo Sith


  15. #15
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    la mia fava sì però
    va bene va bene, basta OF, mi automodero
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