View previous topic :: View next topic |
Author |
Message |
Rakonczay
Joined: 15 Mar 2005 Posts: 623 Location: Kuusankoski
|
Posted: 30.06.2009 08:29 Post subject: Jousien hyötysuhde |
|
|
Otetaanpas välillä taas "insinööri näkökulma" jousien vertailuun. En tiedä onko joku jo asiaa tutkinut, sillä tutkimus tuntuisi todella helpolle suorittaa.
Jousta rakentaessa tarkoitus on että jousen vetämiseen käytetty voima saataisiin mahdollisimman hyvin muutettua nuolen lähtönopeudeksi. Näin ollen jousia voidaan verrata yksinkertaisesti laskemalla lähtönopeus/paunat.
Esim Simon "50-paunainen hikkori-jännejousi heittää parhailla laukauksilla hiukan yli 170 jalkaa sekunnissa" Saadaan luvuksi 3.4
Tutkimusta tästä eteenpäin vietynä pitäisi saada helposti selville, kun mitataan lisäksi jousen pituus ja paksuus, mainitaan malli ja materiaalit, jokaiselle rakenteelle jonkinlainen keskiarvoluku.
Tästä sitten päästään siihen että voidaan tuomita jonkun sopivan raja-arvon alle jäävät jouset lähinnä jumppakepeiksi, jotka ei heitä nuolta, mutta on pirun raskaita.
Se mitä haen takaa on se että kun taulukko on tarpeeksi kattava, niin jousentekijä tietäisi jo etukäteen että tietyillä materiaaleilla ja rakenteella on saatavissa tietty hyötysuhde. Olisi todella mielenkiintoista nähdä esimerkiksi 190 cm yksipuisen marjakuusilonkkarin hyötysuhde verrattuna esimerkiksi johonkin osage laminaattiin, jota kuvittelen aika kovaksi tälläisessä vertailussa. |
|
Back to top |
|
|
Ari Rantala
Joined: 23 Oct 2007 Posts: 3636 Location: Nokia
|
Posted: 30.06.2009 11:36 Post subject: |
|
|
Haa! Mieliaiheeni
Tästähän on ollut juttua jo ennenkin ja silloin väiteltiin siitä, että onko 8gr/pauna ainoa oikea tapa valita nuoli millä ampua nopeustulos. Nuolen painollahan ON oleellinen merkitys nuolen lähtönopeuteen.
Itse liputin viimeksi ihan fysiikan lakien puolesta ja esitin, että vertailtaisiin jousen paunoja nuolen painoon/lähtönopeuteen. Nuoli punnitaan ja ammutaan kronon läpi ja saadut tulokset siirretään kaavaan:
E=1/2 x m x v2
m = nuolen massa, v = lähtönopeus, E = energia Jouleina
Sitten vain verrataan kuinka paljon jouseen varatusta energiasta saadaan siirretyksi nuoleen. Jousen paunat toki pitää ensin muuttaa SI-järjestelmän arvoksi jotta vertailu olisi järkevä.
Tämä vapauttaisi siitä, että pitäisi tehdä kullekin paunamäärälle rimmaava nuoli mutta jättäisi vielä sen kysymyksen, että kun nopeus menee kaavassa toiseen potenssiin ja massan vaikutus nopeuteen on merkittävä, niin massalla kikkailu olisi lopputuloksen kannalta kannattavaa. Pitäisi lisäksi mitata myös se, että paljonko nuolella on esim. iskuenergiaa jonkin matkan päässä ja tehdä vertailu myös siitä.
Joku standardipainoinen testinuoli voisi olla hyvä. _________________ I sometimes think that God in creating man somewhat overestimated his ability.
-Oscar Wilde- |
|
Back to top |
|
|
jtahola
Joined: 17 Aug 2006 Posts: 320 Location: Lempäälä
|
Posted: 30.06.2009 12:06 Post subject: |
|
|
Ja mukaan mitat jousesta ja muut olennaiset tiedot (yksipuinen, laminaatti, jänneselkä, komposiitti). _________________ -JTAhola- |
|
Back to top |
|
|
Rakonczay
Joined: 15 Mar 2005 Posts: 623 Location: Kuusankoski
|
Posted: 30.06.2009 12:37 Post subject: |
|
|
Tarviiko tossa edes standardi nuolta?
Jousi ja nuoli on kuitenkin viritettävä niin että ne toimii yhteen ja niillä osuu maaliin. Jos käyttää standardi nuolta niin sen virityshän voi olla ihan hanurista. |
|
Back to top |
|
|
Ari Rantala
Joined: 23 Oct 2007 Posts: 3636 Location: Nokia
|
Posted: 30.06.2009 15:21 Post subject: |
|
|
Ei se mitään standardinuolta tarvitse, tuloksista on laskettavissa energia oli paino mikä hyvänsä. En tiedä mistä ajatus tuli mieleeni. Ehkä siitä, että teen itse 25-35g nuolia. Se iskuvoima esim. 10m matkan päästä mitattuna kyllä kertoo totuuden. 80#:n pistoolijouseni nakkaa 6g pikkunuolta ihan kiitettävää nopeutta mutta iskuvoimaa siinä ei ole juuri mitään. _________________ I sometimes think that God in creating man somewhat overestimated his ability.
-Oscar Wilde- |
|
Back to top |
|
|
elvis
Joined: 27 Jun 2007 Posts: 343 Location: Turku
|
Posted: 30.06.2009 16:42 Post subject: |
|
|
Jousen hyotysuhde lasketaan seuraavasti:
n = E_k/E_j,
missa
E_k = Liike-energia Arin postaaman kaavan mukaisesti,
E_j = Jouseen varastoitu energia, lasketaan voimakayran ja x-akselin
valiin jaavasta pinta-alasta.
Tassa on heikkona puolena se, etta Liike-energia on riippuvainen
kaytetysta nuolesta.
"Paras tapa" verrata nuolia, on ns. kaasusylinterimalli, josta on ollut
puhetta: http://www.perinnejousi.fi/keskustelu/viewtopic.php?t=1586&highlight=kaasusylinteri
Malli vaati sen, etta jousella ammuskellaan eri painoisia nuolia ja sitten tuloksista maaritetaan kaksi arvoa: gamma ja virtuaali massa. Nama arvot maarittavat jousen hyvyyden lahtonopeuden suhteen.
Jousessa pyritaan minimoimaan molemmat. |
|
Back to top |
|
|
Juri
Joined: 20 Oct 2004 Posts: 3319 Location: Vantaa
|
Posted: 30.06.2009 16:57 Post subject: Re: Jousien hyötysuhde |
|
|
Rakonczay wrote: | Se mitä haen takaa on se että kun taulukko on tarpeeksi kattava, niin jousentekijä tietäisi jo etukäteen että tietyillä materiaaleilla ja rakenteella on saatavissa tietty hyötysuhde. Olisi todella mielenkiintoista nähdä esimerkiksi 190 cm yksipuisen marjakuusilonkkarin hyötysuhde verrattuna esimerkiksi johonkin osage laminaattiin, jota kuvittelen aika kovaksi tälläisessä vertailussa. |
Kun olisikin niin yksinkertaista.
Pitkä marjakuusijousi saattaa olla tarkoitettu pitkän matkan tarkkuusammuntaan kevyehköillä ratanuolilla, lyhyt osageviritys taas metsästystyökaluksi lyhyille matkoille ja raskaille nuolille. Niiden suorituskykyjä ei oikein voi vertailla toisiinsa.
Samasta puusta, samalla jousimallilla ja samoilla mitoilla onnistuu kaksi jousentekijää helposti saamaan aikaiseksi suorituskyvyltään aivan erilaiset jouset. Jousentekijän taidosta ja kokemuksen määrästä vaan on aika mahdotonta laskea mitään kerrointa tai suhdelukua. |
|
Back to top |
|
|
Ari Rantala
Joined: 23 Oct 2007 Posts: 3636 Location: Nokia
|
Posted: 30.06.2009 21:31 Post subject: |
|
|
Quote: | E_j = Jouseen varastoitu energia, lasketaan voimakayran ja x-akselin
valiin jaavasta pinta-alasta. |
Eikö mitatut paunat anna tuon suoraan?
Muista nyt, että kaikki eivät ole fyysikoita _________________ I sometimes think that God in creating man somewhat overestimated his ability.
-Oscar Wilde- |
|
Back to top |
|
|
Simo Hankaniemi
Joined: 08 Jul 2004 Posts: 4937 Location: Turku
|
Posted: 30.06.2009 22:27 Post subject: |
|
|
Tuskinpa on mahdollista käyttää mitään vakionuolta, sillä miten valitaan vakionuoli, joka toimii sekä japanilaisessa pitkäjousessa että Iturin sademetsän pygmi-jousessa. Joissakin jousissa olennaista on suuri paunamäärä ja kyky ampua raskas pitkä nuoli etäälle. Toisissa jousissa on tarkoitus ampua kevyt ja lyhyt nuoli lähelle. Ja kolmansien on pystyttävä ampumaan suurella paunamäärällä lyhyt raskas nuoli lähelle jne.
Jousi voi olla matemaattisessa mielessä kuinka tehokas hyvänsä, mutta se voi myös olla täysin sopimaton tiettyihin olosuhteisiin tai tehtäviin. Vastaavasti matemaattisesti "surkea" jousi voi olla täysin onnistunut ratkaisu omassa ympäristössään. |
|
Back to top |
|
|
T. Manner
Joined: 30 Jun 2007 Posts: 949 Location: Vantaa
|
Posted: 30.06.2009 23:02 Post subject: |
|
|
Quote: | Jousi voi olla matemaattisessa mielessä kuinka tehokas hyvänsä, mutta se voi myös olla täysin sopimaton tiettyihin olosuhteisiin tai tehtäviin. Vastaavasti matemaattisesti "surkea" jousi voi olla täysin onnistunut ratkaisu omassa ympäristössään. |
Luulen, että tuo tilanne tulee vastaan aivan ääriolosuhteissa ja aivan äärikapineilla. Suurin osa tälläkin foorumilla tapaamistani jousista ei kuulu tuohon luokkaan eikä Suomessa oikein äärioloihin päästä kuin alalämpötilan puolesta.
TLM _________________ "Aina ei voi voittaa, toisinaan ei pääse edes tasoihin ja joskus häviäminenkin on mahdotonta." |
|
Back to top |
|
|
Ari Rantala
Joined: 23 Oct 2007 Posts: 3636 Location: Nokia
|
Posted: 01.07.2009 01:35 Post subject: |
|
|
Quote: | Jousi voi olla matemaattisessa mielessä kuinka tehokas hyvänsä, mutta se voi myös olla täysin sopimaton tiettyihin olosuhteisiin tai tehtäviin. Vastaavasti matemaattisesti "surkea" jousi voi olla täysin onnistunut ratkaisu omassa ympäristössään. |
Tuo on aivan totta. Tulee mieleeni eskimoiden jouset. Ne eivät voi olla rakenteensakaan takia kovin ärhäköitä nakkaamaan kovia nopeuksia mutta taitavat kuitenkin olla ainoita jousia jotka pelittävät niissä olosuhteissa.
Tuolla vertailulla ei mielestäni haetakaan sitä miten jousi toimii ääriolosuhteissa tai yleensä käytännössä vaan sitä, miten se toimii jos kaikki on ideaalista. _________________ I sometimes think that God in creating man somewhat overestimated his ability.
-Oscar Wilde- |
|
Back to top |
|
|
elvis
Joined: 27 Jun 2007 Posts: 343 Location: Turku
|
Posted: 01.07.2009 10:15 Post subject: |
|
|
Ari Rantala wrote: | E_j = Jouseen varastoitu energia, lasketaan voimakayran ja x-akselin
valiin jaavasta pinta-alasta.
Eikö mitatut paunat anna tuon suoraan?
Muista nyt, että kaikki eivät ole fyysikoita |
:)
joo kyllä ne antaa D-mallisessa stakkaamattomassa jousessa. Mutta jos
voimakäyrä ei ole suora, niin sitten joudutaan integrointi hommiin.
Toi kaasusylinterimalli on myös vain D-mallisille, mutta samankaltainen
malli voidaan virittää myös mille tahansa. Se on vain vähän
hankalampaa, kun jousikomponentti on epälineaarinen.
Simo Hankaniemi wrote: | Jousi voi olla matemaattisessa mielessä
kuinka tehokas hyvänsä, mutta se voi myös olla täysin sopimaton
tiettyihin olosuhteisiin tai tehtäviin. Vastaavasti matemaattisesti "surkea"
jousi voi olla täysin onnistunut ratkaisu omassa ympäristössään. |
Viestiketjun aloittajalla oli tarkoituksena nimenomaan selvittää jousen
tehokkuutta insinöörikeinoin. Ja kyllä jokaisen jousen tehokkuus pyritään
aina maksimoimaan, sitä vain rajoittavat muut tekijät olosuhteista
riippuen. Jutun juju onkin se, että kuka tekee toimivimman pyssyn
rajoitteista huolimatta. |
|
Back to top |
|
|
Ari Rantala
Joined: 23 Oct 2007 Posts: 3636 Location: Nokia
|
Posted: 01.07.2009 13:41 Post subject: |
|
|
Quote: | joo kyllä ne antaa D-mallisessa stakkaamattomassa jousessa. Mutta jos
voimakäyrä ei ole suora, niin sitten joudutaan integrointi hommiin. |
Hmm...kaikille tuo integrointi ei ole ihan pala kakkua joten olisiko yksinkertaisempaa sallia pieni epätarkkuus ja pelata vain noiden mitattavissa ja helposti laskettavissa olevien juttujen kanssa...
Gamma ja virtuaalimassa ovat tietysti siinä energioiden erossa mutta onko edes tarpeen tietää niiden suuruus? _________________ I sometimes think that God in creating man somewhat overestimated his ability.
-Oscar Wilde- |
|
Back to top |
|
|
elvis
Joined: 27 Jun 2007 Posts: 343 Location: Turku
|
Posted: 01.07.2009 19:22 Post subject: |
|
|
Ari Rantala wrote: |
Hmm...kaikille tuo integrointi ei ole ihan pala kakkua joten olisiko yksinkertaisempaa sallia pieni epätarkkuus ja pelata vain noiden mitattavissa ja helposti laskettavissa olevien juttujen kanssa...
|
Olisi. Ja sitä paitsi ehkä sillä lopullisella vetovastuksella on enemmän
merkitystä, kuin sillä mitä siinä välissä tapahtuu, koska se vaikuttaa
nimenomaan tähtäilyyn. Joten voidaan periaatteessa vertailla kyllä aina
oletusarvoisesti D-mallista jousta. Mutta sitä suhdelukua ei kyllä siinä
tapauksessa hyötysuhteeksi voi kutsua...
Toisaalta ei se integointi niin ylivoimaisen vaikeata ole. Graafisessa
integroinnissa tarvitsee osata vain puolisuunnikkan pinta-alan laskeminen
tai epätarkemmassa versiossa suorakulmion pinta-alan laskeminen.
Sen voi jopa tehdä niin, että askartelee paperista kipon, joka on
pohjastaan voimakäyrän ja x-akselin väliin jäävän alueen muotoinen.
Sitten täyttää sen vedellä ja mittaa veden tilavuuden ja jakaa sen veden
pinnan korkeudella. Sitten ottaa vain yksiköt huomioon ja voila!
Ari Rantala wrote: |
Gamma ja virtuaalimassa ovat tietysti siinä energioiden erossa mutta onko edes tarpeen tietää niiden suuruus?
|
Riippuu siitä mitä halutaan tietää. Jos riittää tietää hyötysuhde vain
tietyn painoisella nuolella, niin sitten ei. Mutta jos halutaan karakterisoida
pyssy. ts. halutaan tietää hyötysuhde kaikilla nuolen massoilla, niin
sitten se on tarpeen. Toisaalta pelkästään virtuaalimassamalli kuvaa
jousen jo ihan kiitettävällä tarkkuudella. |
|
Back to top |
|
|
jtahola
Joined: 17 Aug 2006 Posts: 320 Location: Lempäälä
|
Posted: 02.07.2009 15:49 Post subject: |
|
|
Paljonko nuolen vaikutus vertailulaskentaan voi mennä pieleen jos käytetään esim 8 greiniä/pauna ja veto täyteen vetopituuteen?
Tostahan vois silti saada jotain vertailukelpoista... _________________ -JTAhola- |
|
Back to top |
|
|
jkekoni
Joined: 01 Jan 2005 Posts: 2834 Location: Espoo
|
Posted: 03.07.2009 09:17 Post subject: |
|
|
Muuten:
Helpoin tapa integroida on piirtää käyrä millimetripaperille ja laskea ruudut. Osittaiset ruudut lasketaan puolikkaiksi.
Ei tarvitse laskea mitään ja laskintakaan ei tarvitse.
Eli paunat (mielummin newttonit) pystyakselille ja vaaka akselille vedon pituus. Kärtä alkaa 0 paunasta jännekorkeudella ja päätyy. Sitten mittaa paunat esim 5cm välein, viimeisenä täysi veto. |
|
Back to top |
|
|
elvis
Joined: 27 Jun 2007 Posts: 343 Location: Turku
|
Posted: 03.07.2009 10:39 Post subject: |
|
|
jtahola wrote: | Paljonko nuolen vaikutus vertailulaskentaan voi mennä pieleen jos käytetään esim 8 greiniä/pauna ja veto täyteen vetopituuteen?
Tostahan vois silti saada jotain vertailukelpoista... |
laitan tähän pienen vertailun virtuaalimassamallia käyttäen. Eli siis
Energia = 0.5 m * v^2 = 0.5 (mn + mv) * v^2
Nuolen energia = 0.5 mn * v^2
missä
mn= nuolen massa
mv= virtuaali massa
joten
Hyötysuhde = Nuolen energia/Energia = mn/(mn+mv)
Tossa on myös kuvaa asiasta eri virtuaalimassoilla. Muistaakseni
esim. Jurin jallupullohikkorikepillä virtuaalimassa oli 12.4 grammaa. |
|
Back to top |
|
|
elvis
Joined: 27 Jun 2007 Posts: 343 Location: Turku
|
Posted: 03.07.2009 10:47 Post subject: |
|
|
Oho tulipas siitä taas mahtavan kokoinen, pahoittelen... pitäisi oppia
kattelemaan tota esikatselua. Kekoni, etsäviitsisitsä muokata?
jkekoni wrote: | Muuten:
Helpoin tapa integroida on piirtää käyrä millimetripaperille ja laskea ruudut. Osittaiset ruudut lasketaan puolikkaiksi.
Ei tarvitse laskea mitään ja laskintakaan ei tarvitse.
Eli paunat (mielummin newttonit) pystyakselille ja vaaka akselille vedon pituus. Kärtä alkaa 0 paunasta jännekorkeudella ja päätyy. Sitten mittaa paunat esim 5cm välein, viimeisenä täysi veto. |
Tuo on myös erittäin hyvä tapa. Tietokoneihmisille hyvä tapa on
sovittaa esim neljännen asteen polynomi dataan ja sitten integoida
se nollasta vetopituuteen (efektiiviseen vetopituuteen). Sovituksen
voi tehdä ihan vaikka excelissä kuudenteen potenssiin asti
ja integroinnin voi suorittaa esim. osoitteessa
http://www.quickmath.com/webMathematica3/quickmath/page.jsp?s1=calculus&s2=integrate&s3=advanced |
|
Back to top |
|
|
|