Прочность ножа. Размышления.

Сидел я вчера, смотрел на хвостовик одного клинка, подлой длиной в 5,5 см. и думал... много думал.

А есть ли какие-то принятые "нормативы" по прочность ножа?

Ну скажем повесть на рукоять груз килограммов 50-80, али еще чего?

Понятно, что нож это система из 2 деталей и для клинка из 2-мм пилы сквозной монтаж не нужен, ибо 2-мм клинок деформируется значительно ранше рукояти. А для 6-7мм "ломика" лучше пластинчатый.

Однако, отвлекаюсь.

Вклеил я этот хвостовик (5,5см) и решил, собственно, повести тест этого ножа на прочность.
Какие будут идеи по тестам и по признанию прочности ДОСТАТОЧНОЙ?

И второй вопрос. Когда эпокси набирает максимальную прочность?

Эпокса вроде через сутки..

Попробовать порубить хлесткими ударами, с "потягом" 😛. Думаю вырвать 5.5см не реально, если хвостовик был с засечками.

С засечками и даже с дыркой под удлинение. Но хочется большего.
Хочется быть уверенным, что этот нож такой-жа качественный (прочный) как и с хвостом 7-8 см.

Ответ заключен в самой постановке вопроса. 😀 жестко зафиксировать лезвие за первую треть и начать нагружать в различных направлениях. Ну и глядеть при этом, начнет ли "уводить" лезвие к критическим изгибам, или посыпется рукоять. Причем грузить за кончик рукояти

повиснунь на ноже.

В.Кузнецов (не к ночи буде помянут), обычно загоняет лезвие в притолоку и сам на нем повисает. Говорит что хороший тест. Но дык он маленький и весит естессно немного. А ежели я своими 130кг. повисну.... Да чуть-чуть подергаюсь.... Не-а, я больше так не тестирую, когда у меня 2 клинка из Х12МФ и ШХ15 толщиной в 5мм. с хрястом лопнули.

А не промнется ли дерево в месте крепления при слишком больших нагрузках? И знает ли кто-нибудь можно узнать "предельные нагрузки проминания" (предельные нагрузки при которых не наступает необратимых деформаций) для разых пород?

повиснунь на ноже.

Так повиснуть можно по разному. Так, чтобы сечение работало чисто на срез, или же на изгиб - с разным рычагом. Опять же вдоль или поперек - сечение разное.

А возможно ли рассчитать минимальную нагрузку, которую должен выдерживать клинок без дефектов?
Параметры стали, допустим, известны, сечение - тоже доступно, длину рычага померить - без проблем.

Я попробовал - и запутался. Большинство клинков имеет клин от ручки к острию. Сечение переменное, как распределяются нагрузки, в общем, понятно, а рассчитать не получается. 😞

колотушкой нагрузки хорошие создаються, может стоит попробывать?

Никто толком ничего не знает 😊
Есть у меня пока 2 версии - найти какие нибудь ТУ или ГОСТ и посмотреть там. Или попросить повисеть не ножике жену 😊 Сам не буду, ибо за 100 кг 😊 а клин 4мм.

Mutant
А возможно ли рассчитать минимальную нагрузку, которую должен выдерживать клинок без дефектов?

Глубокое ИМХО. Прочность всей конструкции должна быть не меньше прочности ее рабочей части. Соответственно, для ножа - это прочность самого клинка. С моносталями все предельно просто - учебник по сопромату в руки и считать.

Vlad Klem
В.Кузнецов (не к ночи буде помянут), обычно загоняет лезвие в притолоку и сам на нем повисает. Говорит что хороший тест. Но дык он маленький и весит естессно немного. А ежели я своими 130кг. повисну.... Да чуть-чуть подергаюсь.... Не-а, я больше так не тестирую, когда у меня 2 клинка из Х12МФ и ШХ15 толщиной в 5мм. с хрястом лопнули.

Если не секрет, где брали сталь? веде ищу - нет ничего толще прутка 12мм и полосы 4мм. А добыть х12мф хочется...

гы гы 😊

я встаю на ножик, положив его концами на деревяшки. вот завтра на 529 встану 😊

Поскольку только некоторые выбирают сталь для ножей, а большинство делает из того, что нашлось.... то вопрос прочности становится непростым.
Что считаем за "прочность"?
Твердость, ударную вязкость, упругость? Или все вместе????

Каждый заказчик или мастер вправе сам определять предел прочности ножей. Лично я , если делаю из хрупкой стали не буду испытвать нож на изгиб.... а упругим ножом не буду строгать тиски. Не для этого пружинная сталь.
Опять же не всякий неубиваемый нож режет хорошо. Так что кому арбуз а кому и свиной хрящик...
На некоторых ножах и висел и прыгал. Ну и что? Хряпнет некий перец таким ножом по хорошему металлу и привет.

С моносталями все предельно просто - учебник по сопромату в руки и считать.

Увы, классический сопромат учит нагружать детали только как на рис. 1.

То, что нас интересует - рис 2 и 3 - считается неправильным изначально, и, соответственно, не рассматривается.

Ну и поперечные сечения тоже далеки от учебных... (рис. 4)
Насколько слабее чистый клин прямоугольной полосы при поперечном изгибе, какой коэффициент брать - я нигде не нашел. Про более хитрый профиль и не говорю.

Подскажите, если не сложно...

вопрос очень интересный, и если я правильно понял, надо определить минимальную нагрузку, которую должен выдержать хвостовик длинной 5,5 см на разрыв. тоесть вес, выдерживающий клеевое соединение.
прочность клеевого соединения эпоксидного клея примерно 100кгс/см кв. площадь хвостовика примерно 10 см кв, получаем 1 тонну веса.
немножко утрируя, на ноже плотно закреплённом в потолке, можно подвесить небольшой автомобиль, если верить расчётам.
вот ссылка на магазин, продающий эпоксидный клей, где указанна прочность клеевого соединения.
http://www.anles.ru/Pages/catalog6.htm

вот небольшой рисунок, прочность клеевого соединения, как я это себе представляю.

Цитата из ГОСТ
"Схема ?1 проведения испытаний на прочность и упругость охотничьих ножей и кинжалов, ножей для выживания. Прочность и упругость клинков ножей определяется путем отгибания боевого конца на 5 мм при длине клинка 90 мм. При увеличении длины клинка на каждые 25 мм, величину отгиба увеличивают на 2 мм. При длине клинка кинжала охотничьего 150 мм его боевой конец (острие) отгибается на 10 мм. С увеличением длины клинка на каждые 25 мм, величина отгиба увеличивается на 2 мм. После испытания на клинке охотничьих ножей и кинжалов, а также ножей для выживания не должно быть остаточных деформаций, превышающих 1 мм."

Спасибо, что напомнили... 😊
А оговорочку не помните?
Далеко не каждый нож можно так согнуть...
И во-вторых, интересует не величина прогиба, а именно необходимое усилие...

"веде ищу - нет ничего толще прутка 12мм"
У меня есть пруток х12мф на 50 %) Плохо ищем? 😛

yunker
[b]вопрос очень интересный, и если я правильно понял, надо определить минимальную нагрузку, которую должен выдержать хвостовик длинной 5,5 см на разрыв. тоесть вес, выдерживающий клеевое соединение.
прочность клеевого соединения эпоксидного клея примерно 100кгс/см кв. площадь хвостовика примерно 10 см кв, получаем 1 тонну веса.
немножко утрируя, на ноже плотно закреплённом в потолке, можно подвесить небольшой автомобиль, если верить расчётам.
вот ссылка на магазин, продающий эпоксидный клей, где указанна прочность клеевого соединения.
http://www.anles.ru/Pages/catalog6.htm

вот небольшой рисунок, прочность клеевого соединения, как я это себе представляю.

Ну вот видите - сколько людей - столько и методов испытаний. Мне например видится, что вышеуказанный метод не даст ничего - во первых такие нагрузки абсолютно не характерны, а во вторых - не каждая деревяха такого сечения выдержит подвес в тонну, малейшее колебание, и она сломается.
Смысл испытания короткого хвостовика видится мне таким: лезвие должно быть зафиксированно перпендикулярно выбранной поверхности, нагрузка должна прилагаться на окончание рукояти в плоскости лезвия перпендикулярно обуху. счас попытаюсь нарисовать.

[IMG] «A HREF="http://talks.guns.ru/forums/icons/forum_pictures/000700/thm/700935.jpg:400:250:"click" TARGET=_blank»http://talks.guns.ru/forums/icons/forum_pictures/000700/thm/700935.jpg:400:250:"click for enlarge 640 X 400 750.1 Kb picture"[/IMG] «/A»

Mutant

Увы, классический сопромат учит нагружать детали только ...

прочность клеевого соединения не вызывает сомнения, 1 тонна весьма убедительно и по расчётам возможно.
следовательно надо искать самое уязвимое место в конструкции и попытаться протестировать, именно то, что в первую очередь сламаеться.
дак давайте определимся, что самое уязвимое в всадной конструкции ножа. 😊

Эх не учил сопромат в институте 😊 думал не понадобится.
Но если размышлять про короткий хвочтовик, то на излом получается вот что.

чем короче хвостовик, тем меньше плечо рычага и тем сильнее нагрузка на деревянную часть рукояти?

сопромат преподавали в институте, сдал с трудом на троечку...

четко помню, при расчёте деревянных балок, клееная балка, расчитываеться как цельная, тоесть в данном случае с ножом, (утверждать не берусь, лишь предположение) длинна вклееного хвостовика практически не играет никакой роли, рукоять и хвостовик расчитываються как единое целое.
ещё одно сравнение, может и не удачное, резьбовое соединение по прочности на прямую не зависит от длинны болта. М6 длинной 10мм или 150мм обладают достаточной прочностью, по сравнению с диаметром самого болта.
повторяю, всё это теоретические предположения, не основанные на пратическом примере. 😊

там получается система из двух элементов. внутренний выламывает часть внешнего. Как ломом асфальт 😊

чем короче хвостовик, тем меньше плечо рычага и тем сильнее нагрузка на деревянную часть рукояти?

Именно. Больстер, а еще лучше кольцевая обойма равномернее распределяют нагрузку с клинка на дерево, но длины этому плечу рычага не добавляют.
Грубо (чисто ИМХО) - длина хвостовика не менее 2/3 длины клинка, а лучше 1/1.

вот подредактировал картинку, чёрный хвостовик по всей длинне, красным цветом, короткий.

нагрузка прикладываеться на край рукояти, и судя по высказываниям, красный хвостовик, расколет быстрее дерево.
а теперь обьясните мне, если на практике зажать нож в стене, то расчетная сила, прочность клеевого соединения, примерно 1 тонна, сила с которой рукоять, "слезет" с клинка горизонтально. почему тогда вертикальная нагрузка не может быль такойже? клеевое соединение работает одинаково во всех направлениях.

с легковой машиной, подвешенной к потолку, вроде было убедительно, почему же не может нож закреплённый в стене выдержать тот же автомобиль?

Одна и та же деталь по разному работает на разрыв, на сжатие и на излом.

And
С засечками и даже с дыркой под удлинение. Но хочется большего.
Хочется быть уверенным, что этот нож такой-жа качественный (прочный) как и с хвостом 7-8 см.

там получается система из дух элементов. внутренний выламывает часть внешнего. Как ломом асфальт

Рис. 1 - нагрузки при резе, рис. 2 - при стучании колотушкой.

там получается система из дух элементов. внутренний выламывает часть внешнего. Как ломом асфальт

вот весьма удачное сравнение, лом легко взламывает асфальт, а представте себе, если лом забетонировать в асфальте...
видимо по такому же принципу работает вклееный в рукоять хвостовик...

забетонируйте! только 2 лома. Один на глубину 5см. А другой на 100см. и попробуйте выламать 😛

вот мы и пришли к решению проблемы!!!!!!!!!
АБСОЛЮТНО СОГЛАСЕН!!!!!!!! 😊 😊 😊 😊

Что бы такие мысле больше никого не беспокоили надо переходить на накладной монтаж или еще лучше на интегралы из цельного куска стали 😊

ИМХО,любое клеевое соединение использует принцип диффузии.Чем большие площади диффундируют,чем глубже диффузия,тем крепче клеевое соединение.Опять же принцип рычага имеет место-большой рычаг(лезвие) воздействуя на короткий хвостовик имеет гораздо больше шансов разорвать диффузионные связи.

Что бы такие мысле больше никого не беспокоили надо переходить на накладной монтаж или еще лучше на интегралы из цельного куска стали

Одна жизнь - один нож? 😊
Трудоёмко, дорого, тяжело, холодно.
В остальном - а почему бы и нет? 😊

По существу вопроса: если рукоять не наборная, то хвостовик 5,5см будет работать ничуть не хуже 7см (из опыта и практики).
По поводу испытаний мне представляется разумным испытывать рабочими нагрузками в примерно двукратном размере (т.е. если asi , например, имеет обыкновение стоять на своих ножах, то прозводитель должен поставить на испытуемый образец двоих asi разом). А если ножом будут исключительно резать помидоры, то для испытания можно порезать что-то неподатливое и этим ограничится.

Mutant

Одна жизнь - один нож? 😊
Трудоёмко, дорого, тяжело, холодно.
В остальном - а почему бы и нет? 😊

Тяжело - нет.
Холодно - как кому(и где)
Трудоемко и дорого - да.
Зато красиво, прочно и круто! 😊

«Если не секрет, где брали сталь? веде ищу - нет ничего толще прутка 12мм и полосы 4мм. А добыть х12мф хочется... »

Ежели тупо сплющить ковкой пруток Ф=12мм, то получим полосу сечением 28х4мм, что вполне достаточно практически для любого ножа. Ежели же сразу оформлять спуски ковкой, то можно вытянуть ширину и до 35мм. при толщине обуха 4мм.
Я делаю из прутка Ф=25-30мм (продаются на металлобазах), Только ковка из кусочка L=50мм ведется другими способами.

2Vlad Klem: Извините, если напряг с вопросом. У меня так и получается, если делать 4мм обух. Только мне обух требуется сделать 6мм 😛 и там 12мм пруток не катит 😞. Если не совсем уж тяжело, подскажите на каких металлобазах брали. Не могу найти. Предложения есть, но далеко от Москвы.

Я покупал утут. http://www.metallservis.ru/page.asp/baza/karac
Правда в прошлом году. Пока еще есть.

SanDude

Зато красиво, прочно и круто! 😊

Красиво? - На любителя.
Круто? - Критерий ,вообще спорный.
Прочно? - Концентрация напряжений на линии перехода клинка в рукоять при боковом изгибе превышает все разумные пределы. По сути -это балка заделанная в стену.
Кроме того ,полоса металла ,прокованная или прокатанная приобретает внутреннюю структуру ,повышающюю ее прочность ,по сравнению с изделиями ,полученными из целого куска резанием.

Udod

Красиво? - На любителя.
Круто? - Критерий ,вообще спорный.
Прочно? - Концентрация напряжений на линии перехода клинка в рукоять при боковом изгибе превышает все разумные пределы. По сути -это балка заделанная в стену.
Кроме того ,полоса металла ,прокованная или прокатанная приобретает внутреннюю структуру ,повышающюю ее прочность ,по сравнению с изделиями ,полученными из целого куска резанием.

Круто - это была шутка.
Насколько я понимаю концентрация напряжения возникает на острых углах а там радиус.
Насчет того что прокованная полоса имеет прочность выше по сравнению с резанной обсуждалось очень много на разных форумах. Народ сошелся на том что разница в прочности практически не заметна.

Пара ударов молотком еще не означает проковку 😀 . Качественная проковка для того и нужна, чтобы убрать из слитка всякую дрянь, на которой потом металл лопнет. Именно поэтому ротора корабельных турбин делались кованые. Холодную ковку использовали и для того, чтобы повысить стойкость РК у косы (перед заточкой новую косу требовалось "отбить").

А то, что там радиус - это хорошо. И чем больше радиус, тем меньше концентрация напряжений

Сделал вот картинку напряжений в CosmosExpress

kU
По существу вопроса: если рукоять не наборная, то хвостовик 5,5см будет работать ничуть не хуже 7см (из опыта и практики).
По поводу испытаний мне представляется разумным испытывать рабочими нагрузками в примерно двукратном размере (т.е. если asi , например, имеет обыкновение стоять на своих ножах, то прозводитель должен поставить на испытуемый образец двоих asi разом). А если ножом будут исключительно резать помидоры, то для испытания можно порезать что-то неподатливое и этим ограничится.

предлагаю меня откормить раза в два за деньги производителя и использовать как эталонного стояка 😊

использовать как эталонного стояка

не знаю 😊

asi

предлагаю меня откормить раза в два за деньги производителя и использовать как эталонного стояка 😊

Болтологов откармливать-дело бесперспективное 😊
А вот ,если быстренько нашпиговать свинцом.... 😀

Карочи... тоталитаризьм разводить не буду, но прошу более по теме 😊

And
Карочи... тоталитаризьм разводить не буду, но прошу более по теме 😊

Какой ,к черту "по теме" .Жара- мозги плавятся . Все мысли из каких то других мест лезут. Компьютер ,и тот пятый раз зависает. 😞

вариант сделать подобие из подходящего куска металла и дерева иуже его нагружать.
если к примеру брать сталь по хуже и дерево малость н ето то по тому на коакам усилии сломается девайс можно судить что из хороших материалов выдержит такую нагрузку точно

2 SanDude Ошибочка небольшая в исходном. Так нагрузка будет распроеделяться при отсутствии рукояти (Либо, если дыра под хвост большая, а клей эластичный). Если же применена эпокса, да еще присутствует больстер, то рукоять работает как единый жесткий элемент и именно по краю больстера идет точка приложения нагрузки к клинку. Забавно, но как раз для разгрузки этого участка и делается выборка в лезвии со стороны РК

2 SanDude: А что если попробовать посчитать тоже самое только для сборки -Клинок-Больстер-Рукоять ?

Причем рукоять работает как единое целое до исчерпания предела прочности клееных соединений

SanDude и Val13, а можно поподробнее, как прикладывали нагрузку?

Если я правильно понял - нагрузка прилагалась перпендикулярно плоскости лезвия. Я предлагал - в плоскости лезвия перпендикулярно обуху.

У меня программка по расчёту нагрузок довольно примитивная, она много не позволяет. Через пару дней у меня появится программка помощнее, тогда можно будет по всякому нагружать клинок.

Да ладно, ты на Космос экспресс делал? Он вроде бы позволяет сборку нагружать.
А вообще лучше Космос полный.

Пока я изучаю полную версию Космоса сделал расчет всадного монтажа и накладного. Это конечно не совсем то-же самое что и нож в сборке, но примерное понятие о прочности дает.
Максимальные напряжения у всадного(с острыми углами) ножа при одинаковой нагрузке выше чем у накладного в 120 раз! Было бы интересно если бы кто-то знающий сопромат мог сказать как это перевести в максимальную нагрузку.

Теперь буду пытаться то же сделать но с ножем уже в сборке.

Сделал расчет с рукоятью. Рукоять уменьшила напряжение раз в пятнадцать,
так как болстер перенес напряжение ближе к более прочной части - клинку.

Накладной монтаж, нагруженный в плоскости клинка

Всадной монтаж

Всадной с рукоятью(она невидимая но давление идет на неё а не на хвостовик напрямую)

О как. Рукоять рулит! 😊
А я провел так сказать натурные испытания.

В общем повесил на самый краешек 2 блина по 20 кг. Без проблем.

О, вот это по нашему, по бразильски... А то считать эпюры, рассуждать о главном... Встал на клин, попрыгал. Держит - хорошо, не держит - в ведро.*)

And
О как. Рукоять рулит! 😊
А я провел так сказать натурные испытания.

В общем повесил на самый краешек 2 блина по 20 кг. Без проблем.

А какая толщина клинка?
Судя по расчетам "теоретический всадной клинок" должен выдерживать гораздо больше 40 кг. Думаю что ломаться такой виртуальный клинок должен в районе 300 кг если не больше.
Я испытывал full tang нож с накладным монтажом(но без накладок, полностью закаленный до 60 ед.) Он выдержал нагрузку в несколько тонн. Точннее сказать не могу, но от одной тонны он только слегка выгибался и возвращался к первоначальной форме. Толщина клинка была 5 мм.

Клин 4мм.
Меня больше интересовала именно рукоять с коротким хвостовиком.
Кстати попробовал на весах нагрузку, которой я могу нагрузить клинок.
У меня получилось 80 кг, у моей жены 40 😊
Получается - если клинок "для реза", то 100кг ему вполне должно хватить.

And
Клин 4мм.
Меня больше интересовала именно рукоять с коротким хвостовиком.
Кстати попробовал на весах нагрузку, которой я могу нагрузить клинок.
У меня получилось 80 кг, у моей жены 40 😊
Получается - если клинок "для реза", то 100кг ему вполне должно хватить.

Кто-то жену недокармливает. Все деньги небось вместо продуктов на ножи уходят 😊

Угу откормить бы надо 😀 типа вот так 😊

Да-а-а. Серьёзные девушки. Такая случайно сядет на ножик - тут ножику и конец придёт. 😊

Да! А испытания по предложенному мной методу (т.е. в плоскости лезвия) будут? (все одно уже на малый хвостовик вклеено 😊)

Да! А испытания по предложенному мной методу (т.е. в плоскости лезвия) будут? (все одно уже на малый хвостовик вклеено )

А что, действительно надо?
Разве что взять последовательно хвостовик 20, 40 и 80 мм, и посмотреть разницу...

Тут слабое место - при коротком хвостовике тонкая ручка (без обоймы) + неплотная проклейка. Площадь контакта хвостовика с рукояткой в этом направлении значительно меньше, если еще и какие-нибудь дефекты древесины... Может получиться нехорошо. 😞

And, SanDude, спасибо за проведенные исследования, тема-то злободневная, сам сваял всадной - 60 мм хвостовик, на пол-рукояти практически, но сомнения всё же были...

p.s. девушек такой комплекции по сопромату уже рекомендуется в вертикальной плоскости на девайс сажать 😊) /шутка/

------------------
профессионализм есть величина обратная дельте между тем, что было задумано и тем, что получилось

2 SanDude В посте Vik_Top "Мои работы" нижний ножик "Мишки" имеет выборку возле РК. Попробуй запихать его в программу рассчета прочности и убедишься, что эта выборка сильно разгружает стык рукояти с лезвием. Зауженная часть лезвия начинает играть роль пружины, беря на себя часть нагрузки. Один из вариантов подстраховки, если есть сомнения в надежном креплении хвостовика 😀

Кому надо ролики по испытаниям ножиков (складных), давайте адресок, пришлю