(viga en I frente a viga rectangular) ¿Qué sección transversal de la hoja de la espada es menos probable que se rompa?

pregunta inicial

Suposición:

  • Hice varias espadas con diferentes secciones transversales (lenticulares, más anchas y anchas como en las espadas vikingas, diamante, diamante de tierra hueca)
  • las hojas están hechas con el mismo acero y no tienen forma cónica
  • Elegí el ancho de cada hoja de tal manera que todas mis espadas tengan la misma rigidez (producir el mismo grado de flexión requiere la misma fuerza para cada espada)

Pregunta:

  • ¿Qué espada sería menos probable que se rompiera con el impacto a lo largo del borde de la hoja?
  • ¿Qué espada sería menos probable que se rompiera al impactar en la parte plana de la hoja?

Ilustraciones adicionales:ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

Editar:

Encontré un artículo en quora que sugiere que el diseño de la hoja de espada "amplia y completa" es similar a la viga en I utilizada en la construcción: Enlace

En realidad, esto es muy útil porque la comparación de geometrías de espada se puede reemplazar con la comparación de diferentes formas de haz, que es un tema mucho más generalizado con mucha información disponible.

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Básicamente la pregunta se reduce a:

  • tienes una viga en I y una viga rectangular de la misma masa
  • deformar ambos haces a lo largo del eje débil (horizontal en la foto) requiere la misma cantidad de fuerza
  • ¿Qué viga requeriría más esfuerzo para romperla a lo largo del eje fuerte?
  • ¿Qué viga requeriría más tensión para romperla a lo largo del eje débil?

Supongo que la segunda pregunta sigue siendo válida a pesar de que ambas vigas tienen la misma fuerza a lo largo del eje débil porque sus puntos de rendimiento aún pueden ser diferentes

Es posible que solo desee el grosor más grande a lo largo de la dirección del impacto, pero no estoy 100% seguro de esto.
Creo que en realidad podría ser lo contrario. Cuando dobla una hoja gruesa, requiere más fuerza pero ejerce mucha tensión en el lado exterior. Una hoja más delgada sería más fácil de doblar pero soportaría una mayor deformación antes de romperse.
Suponiendo que la imagen "secciones transversales comunes de la cuchilla" tiene un eje x horizontal y un eje y vertical, creo que si desea que la cuchilla soporte un golpe en el plano, debe ser delgada a lo largo del eje x y la rigidez se lograría haciendo es más alto ( a lo largo del eje y ). Lo contrario es cierto para el golpe en el borde.
Sin embargo, esto no tiene en cuenta que la cuchilla puede aliviar parte de la tensión del impacto en el borde al torcerse. Además, la forma "amplia y completa" podría comprimirse un poco a lo largo del eje y porque una delgada más completa podría deformarse y actuar como un resorte.
lo siento, eso es lo que quise decir.
Esta oración en la pregunta tiene múltiples problemas: "deformar ambas vigas a lo largo del eje débil (horizontal en la foto) requiere la misma cantidad de fuerza"; 1, el eje débil de la foto no es en absoluto horizontal; la dirección horizontal está en el lado opuesto, el eje más fuerte; 2, la viga rectangular con la misma masa será muy débil, probablemente más débil que el eje débil de la foto.

Respuestas (1)

Encontré un video en YouTube que responde bastante a la pregunta: Enlace

En breve:

El fuller actúa como una viga en I y, por lo tanto, agregar un fuller (casi) no reduce la fuerza de la espada contra el impacto en el borde, pero reduce notablemente la fuerza de la espada contra el impacto en el plano.

El comercio que está obteniendo aquí es fuerza a lo largo del eje débil frente a masa

Con una alineación de filo adecuada (lo que exige una buena técnica del espadachín), perder un poco de fuerza a lo largo del eje débil es un problema menor, mientras que reducir la masa de la espada proporciona más velocidad, lo que es muy ventajoso en una pelea.

Entonces, otra forma de ver este intercambio es que al agregar una más completa , obtienes una espada que es menos indulgente con la mala técnica pero que puede moverse más rápido .

Con respecto a la pregunta original sobre las espadas con la misma fuerza a lo largo del eje débil:

la principal diferencia sería que una espada con un fuller será más pesada y más gruesa (porque tratar de compensar por completo la pérdida de fuerza a lo largo del eje débil haciendo que la espada sea más ancha produciría una espada que es demasiado ancha para llamarse espada). ).

por supuesto, la espada con un más completo que es más pesado y más grueso sería MUCHO más duradera contra el golpe en el borde, pero eso tiene el costo de ser más pesado y es poco probable que la mayoría de las espadas se doblen en el eje fuerte de todos modos

(viga en I frente a viga rectangular) ¿Qué sección transversal de la hoja de la espada es menos probable que se rompa?
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