Sprängkraft för kil vs friend

[lobo2me]

jag tror att duracellkaninen har rätt

en oljad kil har större "sprängkraft" än en kil med större friktion i kontaktytorna, det är vi överens om.

i kontaktpunkten mellan kam och berg så kommer kammen att öka sin radie, om sprickan vidgas.
en kil beter sig på samma sätt (om man tänker sig att kilen är lagd precis i början av sprickan, och till att börja med fastnar i det läget att kilbredden är lika stor som sprickan) - de har alltså likartad effekt, i det avseendet.

en kam, pga sin axel, tar inte upp mer friktionskraft än att kamloberna initialt får grepp.

en kam är därför i praktiken ekvivalent med en "oljad kil"

därför har en kam större "sprängkraft" än en "ooljad" kil, oavsett sprickvinkel.

tror jag, just nu.

säg emot mig, den som kan.

 

[lillajag]

Nu har Mezzners slarvfel hittats!
I Mezzners formler (inlägg #90), så ges ett exempel där en kil har Nkil = 35F medan en kam har Nkam = 3F, som då hävdar att en kil har 10ggr högre sprängkraft än en kam. Slarvfelet är att Nkil inte alls är 35F med de givna siffrorna! Det visar sig (iallafall med de givna ekvationerna) att en kam generellt sett ger ca 20-30% högre sprängverkan än en kil (se figur nedan).

I kurvorna nedan visas förhållandet mellan sprängkraften av en kam och en kil (med Mezzners formler som delvis kommer från andra inlägg tidigare i tråden). För en standard kam (de flesta tillverkare kör med en kamvinkel på 13.75 grader), så blir kammens sprängkraft ca 20-30% högre än en kil (för sprickor med en total vinkel på 5 till 30 grader). Detta är den röda linjen.

Nyfiken som jag är så knökade jag in en kamvinkel på en Alien som jag vet med säkerhet är större än de normala 13.75 graderna. Jag har sett en siffra på 16 grader. Med detta så ger en Alien ca 8-12% högre sprängkraft än en kil (grön linje).

Som uppföljd kunde jag naturligtvis inte motstå att slänga in en teoretisk kam med den maximalt "tillåtna" vinkeln på drygt 18 grader. Med en friktionskoefficient på 0.33, så kan man härleda att en kamvinkel på 18 grader nätt och jämt gör att den inte glider ur sprickan (pga för liten friktion). Det visar sig att en sån teoretisk kam ger exakt samma sprängkraft som en kil (blå linje). Detta kan även enkelt ses direkt i ekvationerna.

En liten detalj som är kul att lägga på minnet: en mindre sprickvinkel ger större skillnad mellan sprängverkan för en kam och en kil.

Så nu behöver vi inte olja kilar eller svetsa fast kamloberna för att övertyga oss om att en kamkil ger högre sprängverkan än en kil som en massa års erfarenhet har antytt. Det är ju precis det som Mezzners formler oxå säger.

Men hur ska vi nu bygga upp en modell för en kurvad kil som de flesta kör med nuförtiden...?

 

[Mezzner]

Sitter lite illa till och läser/skriver på telefonen. Verkar som att du bemödat dig och läst vad jag skrev, vilket uppskattas. Menar du möjligem att figur och uttryck är rätt, men att det ena av exemplen med vinklar är felräknat? Det låter ju onekligen som ett slarvfel, och det kanske bäst hade undvikits om jag gjort "klart" och angett resultatet med uttryck istället för att blanda in siffror... Matematik och siffror är ingen bra kombination...
Förstår jag dig rätt?

 

[lobo2me]

*ssssssSSSSSSHHHHHwupp!*
stänger av svetsen och börjar fundera på marknaden för en vedklyv baserad på kamteknik.

 

[Mezzner]

Apropå kurvad kil så är det nog inget problem, en figur först så...
Och sen ingen miniräknare!
I vissa fall spelar väl dessutom kilens vinkel o form ingen roll, sprickvinleln är vad som gäller då.

 

[millimeter]

20-30% skillnad låter praktiskt och bra. I praktiken irrelevant jämfört med andra faktorer. Nu är det kanske dags att kamma sig och kila vidare.

 

[Mezzner]

Öppnade nu pdf:en och ser att det som skulle behövt visas var att:

cosBeta/sin(alfa+Beta) är strängt mindre än (mycosalfa+sinalfa), där för övrigt my troligen kan sättas till 0.33 med nåt felintervall om det nu underlättar.

Här får jag nog önska hjälp av dr Achtminus eller för den delen av Camiscio (som förstås inte läser denna tråd), och de ser troligen detta förhållande utan ytterligare iterationer... Det gör dock inte jag nuförtiden.

En sak som gör att diagrammen verkar stämma är att kamvinkeln 18,3 som är "kritiskt" för vald friktionskoefficient ger en kam med samma sprängverkan som en kil, och det beror nog helt enkelt för att den fungerar precis som en kil om den glider istället för att "kamma fast sig".

 

[Kolkritan]

20-30% skillnad låter praktiskt och bra. I praktiken irrelevant jämfört med andra faktorer. Nu är det kanske dags att kamma sig och kila vidare.

Ho! Där fick du till det! Men vad menar du med att 20-30 procent större sprängverkan är irrelevant i jämförelse med andra faktorer?

 

[lobo2me]

Apropå kurvad kil så är det nog inget problem, en figur först så...
Och sen ingen miniräknare!
I vissa fall spelar väl dessutom kilens vinkel o form ingen roll, sprickvinleln är vad som gäller då.

en kam är ju en kil, fast hoprullad - och virtuellt oljad.

litet komiskt att den ene (mezzner) har rätt* formel, men kommer till fel slutsats***,
medan den andre (duracellkaninen) har fel** formel, fast kommer till rätt slutsats***.

*kan man känna en försiktig optimism om, iaf - att max kamvinkel gav kilkarakteristik känns som en god indikation

**den är iaf lätt att ifrågasätta

***i principfrågan, alltså: "ja/nej" om ifall en kam har mer sprängverkan än en kil i motsvarande placering

 

[Mezzner]

Nja, jag bläddrade lite i tråden när jag letade min egen pdf och såg ju en hel del egna argument till varför en kam skulle kunna vara värre. Huvuddelen av tråden handlar ju dessutom om allehanda tokerier som att friktionskoefficienten inte skulle ha betydelse och liknande. I min beräkning kom jag i de två numeriska exemplen fram till att kil var värre i ena fallet och att kam var värre i det andra. Jag tycker väl f ö inte att vi "bevisat" att mina formler är rätt bara för att de nu leder till delvis annan slutsats - det kan ju felaktiga formler också göra. Kurvorna i diagrammen tycker jag nog ser bra ut på flera sätt och matten och figurerna som ger formlerna är ju enkla, samtidigt som just det numeriska är lätt att kontrollräkna så jag är nog stärkt i tron att formlerna är rätt.

 

[Mezzner]

Slutsatser

Det som återstår är förstås att dra nån slags praktiska slutsatser av det hela - om vi nu litar på mina formler och lillajags kurvor.

Typiskt så ligger väl kamvinklarna mellan 14 och säg drygt 16 grader.

Man kan ju välja mellan kam och kil av ganska många skäl - men i parallella sprickor där skillnaden är som störst (vilket t o m Achtminus inledningsvis konstaterade), är inte kil ett alternativ, vilket gör en jämförelse mindre intressant.

Alltså hamnar man troligen i ett läge där kamvinkel och sprickvinkel ger en skillnad på i runda slängar 20%. Lägre friktionskoefficient minskar skillnaden, och möjligen är det också så att olika material i kammar och kilar ger olika friktionskoefficient för kil resp kam i samma spricka!

0.33 är nog en hyfsat bra friktion, vilket också verifieras av att många kammar ligger på knappt 14 graders kamvinkel. Vid en friktionskoefficient som kräver lägre sprickvinkel (tänk Häggsta...) blir skillnaden alltså väldigt liten om man extrapolerar från lillajags fina kurvor.

Utifrån det kan man tänka sig att skillnaden är ännu mindre än 20%, vilket trots allt är rätt lite.

Om man ska göra bedömningen om en placering håller eller inte, så påstår jag att man har större felprocent än 20% på både fallkraften och hållfastheten i klippan, så i kritiska lägen är det typ omöjligt att säga att "den här kammen kommer inte hålla pga sprängkraften, men det kommer den här kilen att göra". Vad man dock kan säga är att kilen ger något lägre sprängkraft än kammen, vilket trots allt är positivt.

Personligen tycker jag dock att andra avväganden kan vara viktigare.
I en relativt parallell spricka tycker jag ofta att kilar känns mindre bra eftersom kilen ofta blir hängande på kristaller, eller små knölar. Brister dessa åker kilen ur, särskilt om sprickan är kort.
Man kan även tänka sig att klippan som oftast består av block i kombination med varandra rör sig (utan att för den delen kollapsa), varvid en kil eller kam lätt lossnar. En kam tar ofta upp en något större rörelse varvid den återigen har fördelar.

Så i vanlig ordning finns det flera överväganden att göra när placeringarna inte är idealiska, och skillnaden i sprängkraft känns inte som den helt avgörande.

 

[Mezzner]

Vid en friktionskoefficient som kräver lägre sprickvinkel (tänk Häggsta...) blir skillnaden alltså väldigt liten om man extrapolerar från lillajags fina kurvor.

...som kräver lägre kamvinkel... ska det vara förstås.