MECCANICA e DINTORNI

Ciao a tutti,
devo rifre il carrello per la mia barchetta ( catamarano tipo hobiecat 16 ) perche' questo ha le ruote troppo piccole e quindi faccia fatica sulla sabbia, specie sulle leggere salite nei pressi del bagnasciuga.
Il consiglio che mi e' stato dato e' di mettere ruote di diametro maggiore, e quindi visto che il mio carrello e' progettato per ruote da 260 ed ho trovaato delle ruote da 400, ne approfitterei per rifarlo tutto.

Il carrello e' simile a questo ( a breve foto originale ):


fatto tutto con alluminio 40x40x2.
E' pero' un po' pesante e mi chiedevo se facendolo in 20x40x2 riuscissi ad avere la stessa resistenza. Ovviamente il 40 in verticale.
Il catamarano, completo, pesa circa 100/120 kg e la larghezza dei punti di contatto dei due scafi e' di circa 230 cm. Questo per dire che lo sforzo alle estremita' e' relativamente "importante".

VI sembra una cosa possibile ?

Secondo me vai tranquillo col 40 x 20 col 40 in verticale

Sulla sabbia devi metter ruote larghe per non farle affondare,il diametro fa poco ,serve solo per uscir facile una Volta che la ruota é affondata, meglio evitare di affondare quindi route larghe ,meglio s
e lisce

dunque , nella sabbia la ruota deve avere molta impronta a terra per non affondare , per cui , o allarghi il battistrada o aumenti il diametro . aumentando il diametro hai anche il vantaggio che la ruota "sale" meglio sulla sabbia che le si ammucchia davanti .
tu , però , hai un limite dato dal fatto che il carrello deve stare basso (altrimenti , fatichi a metterglielo sotto , dovresti andare dove l'acqua è più profonda, ma poi le ruote lo fanno galleggiare e la cosa diventa scomoda ) , per cui , trovato il diametro massimo di ruota che sia pratico per il tuo lavoro , sarai costretto ad allargare il più possibile il battistrada .
detto questo , tornando al quesito su che tipo di tubi usare per il carretto , considera che se è vero che il braccio di leva tra ruota e appoggio scafo , è limitato e il peso della barca ti è noto , devi considerare anche che tu non traini il carrello , ma spingi la barca su esso e quindi c'è una componente di sforzo orizzontale .
ora, se mentre spingi il tutto , una ruota ti và dentro una buca o urta un piccolo dosso di sabbia , rischi di piegare i bracci di supporto , non verso il basso , ma in avanti .
io , non ti sò calcolare la sezione più indicata per il tubolare , ma ....vi verrebbe da pensare che gli sforzi orizzontali , possono essere maggiori rispetto al carico verticale (se guadagni un pò di abbrivio e una ruota ti si pianta contro un'ostacolo , i kgm di energia , possono non essere così trascurabili come verrebbe da pensare...) , per cui , io farei sezione quadrata e inoltre metterei anche dei fazzoletti triangolari di rinforzo negl'angoli .
questo , è ovviamente , tutto a sentimento , niente di matematico , dato che non saprei come calcolarlo .

diventa troppo pesante se si raddoppiano le ruote per aumentare la superfice di contatto? ultimamente le ruote delle carriole edile si trovano piene ma soffice e relativamente leggere se la misura si avvicina potrebbe essere una strada

Carlo, i catamarani sulla spiaggia si tirano dagli stralli, perche' e' piu' semplice sollevarli e tirarali che spingerli verso il basso e verso avanti contemporaneamente :)
Per questo motivo il discorso della componente orizzontale non e' da tenere in considerazione. Pesa che i carrelli del tipo in foto vanno legati al catamarano perche ogni tanto, come dicevi tu, se prendi una buca il cat scivola in avanti e perdi la posizione baricentrale ( che ti serve per poterne sollevare le prue o le poppe da terra ).
Le ruote larghe sarebbero il massimo, e oltretutto sono da 560mm di diametro, quindi anche con beneficio di "leva". Piccolissimo problema: la piu' economica sta sui 200 € ( l' una ). Per quello non se ne vedono molte, se non sui cat nuovi e particolarmente costosi ( quindi con proprietari che hanno disponibilita' economiche ).

Da bricoman ci sono delle ruote con cerchio in plastica e diametro 400 ( che e' lo standard per i carrelli da alaggio per barche non multiscafi ) a 14,50 e si, alcuni le raddoppiano ( anche io lo ho fatto e a breve posto la foto del mio carrello ).
Il discorso credo non sia tanto il galleggiare sulla sabbia quanto il distribuire il peso su una superficie piu' ampia. Mettendo 4 ruote ottiani questo risultato.

Ma torniamo in tema:

la mia domanda e' : dato lo stesso peso su un' estremita' di un' asta, flette piu', meno o uguale un 20x40 ( col 40 in verticale ) o un 40x40 ? Cioe' a parte il risparmio in peso ( e quindi anche in costo ), c'e' convenienza ad usare uno o l' altro ?

Grazie in anticipo.

P.s. @eugeniopazzo grazie mille !!!

il 20x40 flette di piu di un 40x40, non moltissimo, ma un po' si.

flette 1,65 volte di piú

aggiungo che Carlo non ha torto, la componente orizzontale c'é l hai menzionato tu stesso, il massimo della componente orizzontale appare appena prima dello scivolamento che hai descritto.
Bisognerebbe valutarla in qualche modo.

Il fatto che ci siano quelle doppie V dove il catamarano si appoggioa limita la componente orizzontale di flessione ma la comonente di taglio é comunque presente.
Io non credo sia enorme, peró non ho esperienza, non ho mai trascinato un catamarano in spiaggia

mmmmh , dunque , se devi legare il carrello al catamarano altrimenti se prendi una buca, esso ci scivola sopra, beh , la componente orizzontale , c'è eccome .
per quel che riguarda le ruote , dato che non devi caricarci sopra pesi eccessivi (una sessantina di kg per ruota...) , te le puoi anche realizzare da solo . mica è necessario che abbiano i preumatici ... il battistrada , lo puoi ricavare da due "fette" di tupo di pvc di diametro adeguato (quei tubi arancioni che mettono sottoterra nei cantieri ...) . le fette le tagli della larghezza che a te và meglio . per cerchione , usi direttamente i relativi tappi . se non sbaglio la colla per incollarli si chiama "tangit" o un nome simile .
dove passa l'asse centrale , dovrai fare una boccola sempre da un tubo di pvc più piccolo di diametro ...

Finalmente sono riuscito a fare le foto.
Questo l' oggetto nel suo insieme:


Qui il cat sul carrello:


Qui un dettaglio delle ( attuali ) ruote.
Lato esterno:

Lato interno:


Le ruote, come detto le ho gia' trovate. Da Bricoman ci sono queste:
https://www.bricoman.it/it/ruota-gomma-nera-o400-mozzo-passante-10071202/



Purtroppo qui in ferie non ho le mie macchine e quindi non posso fare modifiche.
Mi sarebbe piaciuto usare un profilato piu' sottile per risparmiare peso ma mi pare di capire che non sia consigliato.

In realtà avendo due ruote per parte, i longheroni centrali lavorano veramente poco in flessione.
Se quando lo trasporti, fissi l’assieme delle ruote ai pattini del cat, potresti fare quelli in 40x40 e i longheroni da 20. Se poi studi un fissaggio su misura e che si possa stringere bene (mi viene in mente un qualche sistema con cinghie a cricchetto), potresti addirittura eliminare i longheroni centrali e fare solo due cartellini da mettere sotto ai due pattini (molto più comodi da trasportare), ma bisogna studiarli bene, in modo che siano comodi da mettere e togliere

Hai provato a calcolare la differenza di peso tra il 40x40 e il 20x20 ?
Considerando una lunghezza di 2.5 m con profilati di spessore 2 mm guadagneresti circa 1.08 Kg, mi sembra un guadagno estremamente modesto, ne vale la pena arrovellarsi tanto? Senza fare astrusi calcoli di resistenza, se il carrello costruito in 40x40 non ha mai dato problemi, non avrei dubbi a rifarlo con gli stessi profilati, anzi aggiungerei anche qualche fazzoletto di irrigidimento come ti ha già consigliato Carlo

Il carrello e' un mio progetto ed e' completamente smontabile. Tutte le giunzioni sono unite con bulloni inox da 6mm.
Le ruote esterne le ho aggiunte dopo la prima prova, proprio perche mi ero preoccupato della flessione, ma ho visto che i carrelli in inox da 600€ flettono allo stesso modo di quanto flettesse il mio quindi singola ruota per lato con predisposizione per la seconda in caso di flessione eccessiva.
Credo che rifaro' in 20x40 le barre che uniscono i longheroni, che non flettono per risparmiare qualche euro e qualche grammo, tanto quelli lunghi li ho gia', li ho gia' pagati e non avrei nulla da riutilizzarli per ora.
L'idea dei due carrellini sotto gli scafi e' intrigante, ma temo che non sia troppo semplice da "installare" quando il cat e' in acqua.

Il vecchio sistema ancora usato ,grezzo ma efficacissimo é di modificare 2 bidoni di plastica con flange ed asse passante ,grasso niente cuscinetti che ,sabbia e salsedine se li mangiano, valvolina da camera d'aria,li metti a 0,4 bar e sono una favola,viene ancor meglio con 2 grossi parabordi da barca ma a meno di non trovarli aggratisse son piu cari delle ruote