Analiza wytrzymałościowa MES bębnów kilku popularnych rewolwerów

[Ursus_c35]

Łącząc przyjemne z pożytecznym doposażony w suwmiarkę odkurzyłem domową kolekcję i poniżej załączam kilka screenów z analizy MES bębnów : Walkera , Army 1860 , Remngtona1858 w .36 i .44 oraz R&S i ROA (dodatkowo bonus w postaci analizy ramy ROA). Założenia są takie same . Ten sam materiał i to samo ciśnienie w komorze (50MPa). Porównuję całkowitą deformację oraz naprężenie zredukowane wg HMH. Wnioski i spostrzeżenia : R1858 w 36tce pod względem wytrzymałości oraz sztywności jest bezkonkurencyjny (aż dziw bierze że popularność tego kalibru jest tak znikoma ...) Dalej Walker oraz ex aequo ROA i R&S (praktycznie te same rezultaty). Co ciekawe Army 1860 przy tym samym wymuszeniu ma ponad 42MPa mniejsze naprężenie od R1858... Wynika to zapewne z jego mniejszej pojemności.

[Wycior]

Gratulacje! Wykonałeś Pan kawał niesamowicie dobrej, naukowej roboty. Na dodatek przedstawiłeś rezultaty w sposób obrazowy, zrozumiały i łatwy do interpretacji dla lajka w dziedzinie metalurgii, nawet takiego jak ja (informatyk ...). Nie ukrywam też że - jako użytkownika oryginalnego Remingtona 1858 NMN (tzn. 0.36") - wyniki bardzo mnie satysfakcjonują.

[Ursus_c35]

Dziękuję kolego BTW wszedłem ostatnio w posiadanie R1858 w .36 i raczej nigdy się go nie wyzbędę

[Mark]

Bardzo interesujące i pouczające, zwłaszcza w sytuacji, gdy Remington 44 stał się tak popularny i często znajduje się w rękach osób o znikomej wiedzy technicznej.
Prawdę mówiąc, takiego wyniku można się było spodziewać patrząc na grubość ścianki komór bębna Remingtona.
Trochę to dziwne, ponieważ producent bez problemu mógł zwiększyć średnicę zewnętrzną bębna. W oknie ramy jest jeszcze sporo miejsca.

[Larkana]

Remington 44 stał się tak popularny i często znajduje się w rękach osób o znikomej wiedzy technicznej.

Wyniki tej analizy nie mówią przecież, że bęben remika 44 rozpadnie się przy strzale - albo i 5000.

[Ursus_c35]

Istotnie. To zwyczajne porównanie powstającego naprężenia oraz deformacji przy tym samym materiale oraz ciśnieniu. I tak np to samo ciśnienie w konstrukcji 36 tki powoduje 2.7 raza mniejsze naprężenie niż w 44ce i tyle. Naturalnie bębny są sygnowane próbami i nie ma żadnej obawy przed stosowaniem doń prochu czarnego.

[Mark]

Kolego Larkana, oczywiście, że taki bęben wytrzymuje wystrzał. Zwróciłem tylko uwagę ma efekt edukacyjny - pokazany jest rozkład naprężeń mechanicznych w bębnie i ramie.
Trzeba przy tym pamiętać, że przedstawione symulacje wykonano przy założeniu oddziaływania ciśnienia w warunkach statycznych. Broń wytrzymuje wysokie ciśnienia tylko dlatego, że narażenie ma postać krótkiego impulsu ciśnienia. W przypadku, gdy z jakiegoś powody pocisk w lufie zostanie przyhamowany lub zablokowany broń zwykle ulega uszkodzeniu.
Co do konieczności edukowania w obszarze techniki, to chyba jesteśmy zgodni. Wystarczy poczytać niektóre wypowiedzi na tym forum.

[Wycior]

Remington 44 stał się tak popularny i często znajduje się w rękach osób o znikomej wiedzy technicznej.

Sformułowałbym to tak: osób o znikomej wiedzy. Nie zawężałbym do techniki.

Co do konieczności edukowania w obszarze techniki, to chyba jesteśmy zgodni. Wystarczy poczytać niektóre wypowiedzi na tym forum.

O tych sprawach trzeba koniecznie pisać. Jest nadzieja że do niektórych dotrze, przynajmniej z grubsza.

[Larkana]

Bardzo dobra i ciekawa robota autora wątku. Edukacja w każdym kierunku to szczytny cel.

[gondoljerzy]

Bardzo ciekawe informacje. Gdyby jeszcze mieć porównanie do wytrzymałości materiałów użytych do produkcji bębnów i jak blisko granicy bezpieczeństwa jesteśmy po np załadowaniu bębna do pełna prochem? Colt Walker wypada tutaj w czołówce porównania, a historycznie to właśnie on zyskał złą sławę z powodów wiadomych. Pojemność komór tak duża, że w praktyce brakowało wytrzymałości materiału. Z kolei, czy słyszało się o rozerwanych bębnach Remingtona w kalibrze .44 ?
Nie dziwi lider zestawienia - Remington .36. Przecież wystarczy spojrzeć, jak grube ma ścianki bębna. Dziwi mnie jedno, dlaczego w epoce nie robiono wersji .36 siedmiostrzałowej? Miejsca w bębnie jest zdecydowanie dość na siedem komór, przy podobnej grubości ścianek pomiędzy komorami jak w .44.

[Ursus_c35]

Naturalnie mam możliwość przeliczenia wszystkiego dla dowolnego materiału wystarczy że podasz mi niezbędne dane tj moduł Younga , stałą poissona itp i powtórzę obliczenia Historycznie masz rację Walker wypadał słabo bo poszło o metalurgię. Powyższe zestawienie to porównanie tak naprawdę wpływu geometrii na sztywność oraz powstające naprężenie przy założeniu tego samego materiału Materiał użyty do symulacji przedstawiam poniżej.

BTW jak by ktoś chciał się poduczyć takowych obliczeń to program jest dostępny za free w wersji akademickiej więc zainteresowanym mogę podesłać samouczki i linka do zabawy

[Wycior]

Z Walkerem problem polegał prawdopodobnie nie na tym że materiał ogólnie był słaby ale na tym że nie był jednorodny. Literatura sugeruje że Walkery produkowano jeszcze z żelaza kutego [*1] (wrought iron), które miewało zanieczyszczenia w postaci włókien szlaki [*1] (slag), powodujące lokalne osłabienie wytrzymałości materiału.

[*1] Nie wiem czy moje tlumaczenie angielskich terminów jest poprawne, niech ktoś mądry się wypowie.

[Ursus_c35]

Jeśli ktoś nie mądry może się również wypowiedzieć to postanowiłem zabrać głos ;D Też jestem tego zdania że sprawa rozbiła się o niejednorodność a to podstawowe założenie w obliczeniach. Kucie to akurat zazwyczaj pożądany proces i dobry wpływ na wytrzymałość lecz należy pamiętać że może wprowadzać to anizotropowość materiału czyli zależność jego własności od kierunku rozpatrywania (jeśli kujemy np w jednym kierunku)

[Bass 77]

Nie dziwi lider zestawienia - Remington .36. Przecież wystarczy spojrzeć, jak grube ma ścianki bębna. Dziwi mnie jedno, dlaczego w epoce nie robiono wersji .36 siedmiostrzałowej? Miejsca w bębnie jest zdecydowanie dość na siedem komór, przy podobnej grubości ścianek pomiędzy komorami jak w .44.

Tylko że oryginalny Remington Navy nie miał nic wspólnego poza kalibrem z współczesnymi czołgami Pietty i Ubertiego sprzedawanymi pod tą nazwą które są tak naprawdę .44 o zmniejszonym kalibrze przez co są duże i ciężkie. Oryginalne Remingtony .36 były mniejsze.

Z Walkerem problem polegał prawdopodobnie nie na tym że materiał ogólnie był słaby ale na tym że nie był jednorodny. Literatura sugeruje że Walkery produkowano jeszcze z żelaza kutego [*1] (wrought iron), które miewało zanieczyszczenia w postaci włókien szlaki [*1] (slag), powodujące lokalne osłabienie wytrzymałości materiału.

[*1] Nie wiem czy moje tlumaczenie angielskich terminów jest poprawne, niech ktoś mądry się wypowie.

Nie wiadomo, chyba nadal, czego Whitney użył do tych Walkerów, trafia się głównie na spekulacje. Ja kiedyś trafiłem na informację że używano do nich "best hammered cast steel" czyli stal lana tyglowa i to raczej tylko na lufy, bębny. Whitney używał już w latach 40 tych stali lanej do produkcji luf broni wojskowej, Whitney, chociaż to miało miejsce w następnej dekadzie miał także duże osiągnięcia w użyciu żeliwa ciągliwego do produkcji broni.

Kucie to akurat zazwyczaj pożądany proces i dobry wpływ na wytrzymałość lecz należy pamiętać że może wprowadzać to anizotropowość materiału czyli zależność jego własności od kierunku rozpatrywania (jeśli kujemy np w jednym kierunku)

Kucie , a właściwie walcowanie w przypadku materiał zwanego "wrought iron" to była metoda rafinacji i ujednorodnienia takiego materiału. Reszta się zgadza, kształt elementu z kutego żelaza powinien pokrywać się z przebiegiem włókien np w takich elementach jak kurek

[Wycior]

1. Zgadza się, bęben oryginalnego Remingtona 1858 NMN jest mniejszy (średnica ~37.8 mm) ale i tak ścianki komór ma grubsze niż w NMA, między komorami nawet jakieś półtora raza.

2. Tak, w kwestii materiału do produkcji Walkerów informacje są niejednoznaczne, jedne źródła podają "wrought iron", inne: "cast and forged iron". Trudno to zweryfikować ponieważ niewiele Walkerów uchowało się do dzisiaj w stanie pierwotnym - zaledwie jakieś 60 sztuk. Po wojnie meksykańskiej Walkery zostały bowiem odesłane do fabryki Colta w celu przetestowania i ewentualnej naprawy. Przy tej okazji prawdopodobnie wymieniono wiele bębnów.

3. Przyczyna rozrywania bębna mogła być jeszcze inna. Oryginalne kokile dostarczone z Walkerami nie odlewały kul, ale tylko stożkowe pociski. Ponieważ żołnierze takich pocisków wcześniej nie widzieli, często próbowali ładować je odwrotnie. Jeżeli tak osadzony pocisk zakleszczył się w stożku wejściowym, to w połączeniu z wadami materiałowymi mogło dojść do awarii. Trzeba też zauważyć ze ostrzał kontrolny Walkera (i każdego podobnego rewolweru) był problematyczny, gdyż nie było jak załadować dużo większej, testowej naważki. Nawet jeżeli rewolwer pomyślnie przeszedł ostrzał z pełną komorą to zapas bezpieczeństwa mógł być bardzo niewielki.