Deprecated: Function set_magic_quotes_runtime() is deprecated in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/common.php on line 106
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 160: htmlspecialchars(): charset `iso8859-10' not supported, assuming utf-8
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 87: htmlspecialchars(): charset `iso8859-10' not supported, assuming utf-8
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 129: htmlspecialchars(): charset `iso8859-10' not supported, assuming utf-8
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 130: htmlspecialchars(): charset `iso8859-10' not supported, assuming utf-8
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 214: htmlspecialchars(): charset `iso8859-10' not supported, assuming utf-8
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 916: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 916: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 916: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/session.php on line 1454: htmlspecialchars(): charset `iso8859-10' not supported, assuming utf-8

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 472

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 112

Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/customers/klippi/public_html/phpBB3/includes/bbcode.php on line 112
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/functions.php on line 3529: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/functions.php on line 3531: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/functions.php on line 3532: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
[phpBB Debug] PHP Notice: in file /includes/functions.php on line 3533: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /common.php:106)
Slouppi • View topic - Kiilatestaus

Slouppi

Rock climbing and Bouldering in Finland
It is currently Wed Nov 21, 2018 22:35

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 6 posts ] 
Author Message
 Post subject: Kiilatestaus
PostPosted: Sun Sep 30, 2012 20:51 
Offline

Joined: Sat Oct 01, 2011 21:29
Posts: 22
Aikaisemmin kuluvalla kaudella käytiin keskustelua kamujen aiheuttamista voimista. Ehkäpä sopivana jatkumona kiilojen halkeamiin kohdistuvia voimia voitaneen tässä hieman tarkastella. No sehän ei tietysti ole kovin yksinkertaista, sillä vaikuttavia tekijöitä on useita. Halkeaman pintojen rosoisuudella ja muodolla on ehkäpä eniten vaikutusta. Toisinaan kiila saattaa istua halkeamaan kuin tauti ja kitkapintaa on reilusti. Näin ollen tarkkoihin tuloksiin ei tietenkään päästä eikä se ole tarkoituskaan.
Hienovaraisessa vastakkainasettelussa, joidenkin mielestä kiilat ovat kömpelöitä käyttää ja kamut taas lyömättömän helppoja. Puolensa kummallakin.

Silti – ainakin minua – kiinnostaa tietää mitä siinä kiilan kuormitusvaiheessa oikein tapahtuu noin niinku likimääräisesti. Rakensin testipenkin sahaustelineestä (siis sellaisesta johon voi kiinnittää vaikkapa jiirisahan). Kiviähän löytyy joka paikasta mutta tukin sopivat kivet reppuuni erään mustikkaretken myötä. Arveluttavan näköinen toimintani tosin herätti ohikulkijassa kysymyksen: Onks toi nyt sitä trekkausta?
Kivenmurikoiden kiinnittämiseen tarvittiin kohtuullisen mielikuvituksen lisäksi: puukalikoita, ruuveja, liimapuritimia, nippusiteitä. Tavoitteena sellainen viritys, että kivet eivät pääsisi liikkumaan ja painoksi asetettu kasa pysyisi romahtamatta paikoillaan.

Aluksi tarkastelin ja testasin kiilan kitkaa vain toista pintaa kuormittamalla. Tämä tarkoittaa sitä, että kuormittava paino pääsee liikkumaan kiilan mukana, siis juuri sillä hetkellä kun kiilaa ulos vetävä kuorma voittaa lepokitkan. Vetävä kuorma oli kytketty apunarulla kiilaan ja rissan kautta sankoon. Painoja sankoon kunnes kiila liikahtaa (= lepokitkan arvo) ja sitten vetokuorman punnitus ja tulokset ylös.
Kun arvioidaan kiilan koveran- ja kuperan puolen kitkapintoja olettaisi, että kuperalla puolella on pienempi kitkapinta, koska useasti vain yksi kohta koskettaa halkeaman seinämää. Kovera puoli koskettaa usein kahdesta kohtaa, mutta tulokset olivat lähes samanlaiset.

Testi 1. Toispuoleinen kuormitus eli alapuolella aito luonnonkivi ja kiila (dmm nr2 oranssi) asetettu painolevyn alle. Painolevyn päällä painoa 14 kg. Toinen pää on rullatuen päällä, joten se liikahtaa mukana.
Kiilan paikkaa välillä vaihtaen muutama vetokuormitus, joiden keskiarvona 10,2 kg. Näillä arvoilla laskien kitkakulmaksi (ϕ) saadaan 36,1°.

Nyt saattaa esiin nousta kysymys, mikä ihmeen kitkakulma? Epäilemättä se on vähän outo käsite. Tässä tapauksessa kitkakulma (ϕ) on kitkakertoimen (μ) tangentti. Teknisesti kitka on kiiloja käytettäessä hyödyllinen kiilan liikkumista vastustava voima.

Testi 2. Kivet ja painolevy lukittu paikoilleen niin, että sivuttaista liikettä ei tapahdu. Painolevyn päällä 16,5 kg. Kiilaa toimii nyt kuin aidossa tilanteessa. Kiilana Bd (pun, olisko 10 kN). Neljä vetokuormitusta, keskiarvona 19,0 kg, kitkakulmaksi (ϕ) saadaan 49,0°.

Testi 3. Kuten edellä, painolevyn päällä 16,5 kg. Kivien keskinäinen asema muutettu niin, että saadaan kapeneva halkeama (α) 4,4°. Neljä vetokuormitusta, keskiarvona 21,0 kg, kitkakulmaksi (ϕ) saadaan 51,8°.

Testi 4. Kuten edellä, tasasivuinen pronssikiila (Rock Empire), kapeneva halkeama (α) 5,1°. Neljä vetokuormitusta, keskiarvona 16,9 kg, kitkakulmaksi (ϕ) saadaan 45,7°.

Testi 5. Kuten edellä, tasasivuinen pronssikiila (Rock Empire), kiila asetettu kyljelleen eli kapeat sivut kitkapintoina, kapeneva halkeama (α) 5,1°. Neljä vetokuormitusta, keskiarvona 15,8 kg, kitkakulmaksi (ϕ) saadaan 43,8°.

Siinähän on hienolta näyttäviä lukemia, joilla ei tietysti ole kiipeilyn varmistamisen kanssa oikeastaan mitään tekemistä. Näistä lukemista voidaan kuitenkin laskea suuntaa antavia voimia usein esitettyyn kysymykseen: Millainen voima kohdistuu halkeamaa vasten kun tapahtuu räpsy?

Seuraavaa kaavan ovat viisaammat kehittäneet: Kiilan sisääntyöntyvä voima F = 2Q*SIN(α+ϕ)/COS(ϕ)
Tästä johdettuna saadaan sivua kohti oleva voima Q = F*COS(ϕ)/2*SIN(α+ϕ)
Kaavassa tarvittava F:n arvo eli räpsyn aiheuttama voima tulee nyt arvioida, olkoon vaikka 10 kN (melko suuri, esim. köyttä vähän ulkona + 5...6 m:n pudotus).

Nyt päästään vertailemaan:
Testi 1. Toispuoleinen testi, ei huomioida tässä.
Testi 2. BD, kitkakulma (ϕ) 49,0°, ed. kaavan mukaan sivua kohti oleva voima Q on 4,3 kN
Testi 3. BD, kitkakulma (ϕ) 51,8°, ed. kaavan mukaan sivua kohti oleva voima Q on 3,8 kN
Testi 4. Rock E (pronssi) kitkakulma (ϕ) 45,7°, sivua kohti oleva voima Q on 4,7 kN
Testi 5. Rock E (pronssi) kyljellään, kitkakulma (ϕ) 43,8°, sivua kohti oleva voima Q on 5,0 kN

Vaikuttaa vahvasti siltä – ainakin testien ja laskelmien perusteella – että kiiloilla näyttää olevan selkeästi pienempi puristus halkeamaa vasten kuin camuilla tai vastaavilla liikkuvaleukaisilla. Pronssikiilat ovat vähän “liukkaampia” ja istuvuuden suhteen ronkeli mutta täysin käyttökelpoisia. Testivoittajana (listan ulkopuolelta) Camp nr2, melko vanha käyrä malli, Q arvo on 3,6 kN.


Attachments:
Kiila-1.jpg
Kiila-1.jpg [ 39.29 KiB | Viewed 4385 times ]
Kiila-2.jpg
Kiila-2.jpg [ 37.9 KiB | Viewed 4382 times ]
Kiila-3.jpg
Kiila-3.jpg [ 56.58 KiB | Viewed 4349 times ]
Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: Kiilatestaus
PostPosted: Mon Oct 01, 2012 09:31 
Offline

Joined: Thu Sep 16, 2004 19:57
Posts: 24
Respectit upeasta koejärjestelystä! Tuon laskelman mukaan kiilat aiheuttavat vain noin neljänneksen camujen sivuttaissuuntaisesta voimasta(?) Ja kiilojen aiheuttamat sivuttaissuuntaiset voimat ovat pieniä, alle puolet alaspäin vetävästä voimasta. Kun tavanomaiset liiditippumiset vastaavat 200-500kg:n painoa, kiilan aiheuttama sivuttaissuuntainen voima jäänee alle 250kg:n painoa vastaavaksi (=tukeva teknoilija camun perässä).


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: Kiilatestaus
PostPosted: Mon Oct 01, 2012 19:18 
Offline

Joined: Fri Feb 04, 2005 20:36
Posts: 49
Location: Helsinki
Respektit vakuuttavasta testistä.

Niin vakuuttavat koejärjestelyt, että pitää ihan kunnioituksesta pistää kysyä tarkentavia kysymyksiä.

En ole fyysikko, mutta tuli vain mieleen että miten paljon kitkakulmien arvoon vaikuttaa painolevyn päälle asetettujen painojen määrä? Testissä kitkakulmat laskettiin 14-16,5kg:n painoilla, eikä painojen valintaa juurikaan perusteltu. Kysymys siis onkin miten paljon kitkakulmat muuttuvat, jos testi toistetaan niin että painolevyn päällä onkin jokin muu määrä painoa, esim. 10 tai 30 tai 50 kiloa? Nämä kitkakulmat kun vaikuttavat lopun voimalaskelmiin.

Esim. kohdassa 3, jossa kitkakulma oli 51,8 astetta, sivuttaisvoima oli 3,8kn. Kaavasta laskien, 55 asteen kitkakulmalla sivuttaisvoima on 3,3kn ja 45 asteen kitkakulmalla sivuttaisvoima on 4,6kn. Eroja siis on. Vaikka järin suurista eroista ei ole kysymys, niin hyvähän se olisi pohtia mikä paino koejärjestelyissä antaa kiipeilyn kannalta realistisimman ja käyttökelpoisimman tuloksen. Eli vaikuttaako painot kitkakulmaan, ja jos vaikuttavat, niin millä painoilla saadaan kiipeilyn kannalta käyttökelpoisin tulos?

Itsellä kun ei ole vastaavaa koejärjestelyä, niin ajattelin täältä näppikseltä sparrata hieman.


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: Kiilatestaus
PostPosted: Mon Oct 01, 2012 20:47 
Offline

Joined: Fri Jun 04, 2004 20:41
Posts: 231
juleinon wrote:
Respectit upeasta koejärjestelystä! Tuon laskelman mukaan kiilat aiheuttavat vain noin neljänneksen camujen sivuttaissuuntaisesta voimasta(?)

Kamutestauksessa 6 tiiltä nosti 12 tiiltä ja tässä normaaleilla kiiloilla 19,0-21,0 kg ämpärissä nostaa 16,5 kg ylös. Ymmärsinkö oikein? En tiedä menikö multa jotain ohi, mutta näillä luvuilla kamuista tulisi 2x ja kiiloista 0,8x.

Tässä vielä linkki kamutestaukseen:
viewtopic.php?f=2&t=4656&p=21637#p21637

Todella hieno testi! :D

_________________
www.patagonia.fi


Top
 Profile E-mail  
 
 Post subject: Re: Kiilatestaus
PostPosted: Tue Oct 02, 2012 10:57 
Offline

Joined: Thu Sep 16, 2004 19:57
Posts: 24
SampsaJ:n aiheellisista kommenteista sain lisäpontta Camujen ja kiilojen aiheuttamien sivuttaisvoimien vertailuun. Viitsiinnyin kaivamaan (netti)laskimen esiin. Kaavalla: Q = F*COS(ϕ)/2*SIN(α+ϕ) voinee laskea myös Camun aiheuttamia voimia kapenevissa halkeamissa(?) Laskin Camulle lähes samat sivuttaisvoimat myös kaavalla Q = F/2tan(ϕ+α), joka on mainittu täällä: http://www.vainokodas.com/climbing/cams.html.

Testi 3: Käytin ϕ:lle arvoa 14°, α=4,4° ja F=10kN. Laskin Camun sivuttaisvoimaksi 15,4kN / 15kN käytetystä kaavasta riippuen. Se on neljä kertaa enemmän kuin kiilalle laskettu 3.8kN.

Testit 4 ja 5: Käytin ϕ:lle arvoa 14°, α=5.1° ja F=10kN. Sain Camulle 14,8kN / 14,4kN sivuttaisvoimat käytetystä kaavasta riippuen. Näiden laskutoimitusten perusteella kiiloista aiheutuu noin kolmannes siitä sivuttaisvoimasta mitä Camuista.

Omassa taannoisessa halkeamakokeessani sain kiilan ja Camun sivuttaisvoimille suhdeluvun 1:2,7.

Halkeaman kapenemiskulma vaikuttaa voimakkaasti Camujen sivuttaisvoimaan: tasasivuiseen halkeamaan verrattuna jo 5 asteen kapenemiskulma vähentää sivuttaisvoimaa 25%:a!

HcHanskin testit ovat ainoat laatuaan, mitä olen nähnyt - ootkos harkinnut kansainvälistä julkaisua? Luulisi kiinnostusta löytyvän.


Top
 Profile  
 
 Post subject: Re: Kiilatestaus
PostPosted: Wed Oct 03, 2012 22:58 
Offline

Joined: Sat Oct 01, 2011 21:29
Posts: 22
Kiitän palautteesta.

Samuli wrote:
En ole fyysikko, mutta tuli vain mieleen että miten paljon kitkakulmien arvoon vaikuttaa painolevyn päälle asetettujen painojen määrä? Testissä kitkakulmat laskettiin 14-16,5kg:n painoilla, eikä painojen valintaa juurikaan perusteltu. Kysymys siis onkin miten paljon kitkakulmat muuttuvat, jos testi toistetaan niin että painolevyn päällä onkin jokin muu määrä painoa, esim. 10 tai 30 tai 50 kiloa? Nämä kitkakulmat kun vaikuttavat lopun voimalaskelmiin.

Kitkaa koskeva fysikaalinen lainalaisuus lienee se, että vaikka kiilaa kuormitetaan enemmän (testitilanteessa), kitkakerroin ei siitä juurikaan muutu. Ulosvetovoimaa tarvitaan tietysti samassa suhteessa enemmän.
Testipainojen määräksi valikoitui sellainen määrä, jotta viritykset eivät hajoaisi.

Kuten kaikki tietää, keittiön pöydällä voidaan ruokailun lisäksi toteuttaa mitä erikoisempia askareita. Näin myös tapahtui noin pari kuukautta sitten, jolloin tein alustavia pienimuotoisia kiilan vetokokeita. Lukitsin pöydälle yhden pihakivetyksessä käytettävän betonitiilen, päälle samanlainen tiili (paino 1,8 kg), kiila väliin ja sopivan asetuskulman säätö tiilien väliin. Tulokset:

Toispuoleinen testi, paino pääsee liikkumaan kiilan mukana:
1. BD (micro 5 kN) Ulosveto 1,00 kg, kitkakulma ϕ = 29,1°
2. DMM 2 (9 kN) Ulosveto 1,00 kg, kitkakulma ϕ = 29,1°
Paino ja alatiili lukittu:
3. BD (micro 5 kN) Halkema α = 7,4°, Ulosveto 2,60 kg, kitkakulma ϕ = 55,3°
4. DMM 2 (9 kN) Halkema α = 2,8°, Ulosveto 2,75 kg, kitkakulma ϕ = 56,8°

Pienestä testipainosta huolimatta tulokset ja erityisesti kitkakulmat osuvat varsin lähelle aikaisemmin esitettyyn testiin verrattuna.

SampsaJ esitti oivan pelkistetyn arvion kertoimista ja suuruusluokka selviää noinkin.

juleinon wrote:
Viitsiinnyin kaivamaan (netti)laskimen esiin. Kaavalla: Q = F*COS(ϕ)/2*SIN(α+ϕ) voinee laskea myös Camun aiheuttamia voimia kapenevissa halkeamissa(?)

Camu toimii mekaanisesti sen verran erillaisella toimintaperiaatteella, että laskukaavaa ei ehkä voi suoraan soveltaa. Vaikka Camu pysyy halkeamassa kitkan avulla, käsittääkseni tuo alkuperäinen laskukaava F = 2Q*SIN(α+ϕ)/COS(ϕ) ja josta Q:n kaava on johdettu, on ensisijaisesti voimassa kiinteille kiiloille. Lukemilla on tietysti mielenkiintoista leikitellä ja jotain suuntaa noinkin saadaan.


Top
 Profile E-mail  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 6 posts ] 

All times are UTC + 2 hours


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 0 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group