Почему оболочку батискафов не делают как "матрёшку"?

[Geen]

need_to_learn в сообщении #1599033 писал(а):

Если Вам думается, что я в чём-то заблуждаюсь

Вам несколько человек, разными способами объясняли в чём Вы заблуждаетесь. Но Вы это всё проигнорировали...

[need_to_learn]

Geen в сообщении #1599041 писал(а):

need_to_learn в сообщении #1599033 писал(а):

Если Вам думается, что я в чём-то заблуждаюсь

Вам несколько человек, разными способами объясняли в чём Вы заблуждаетесь. Но Вы это всё проигнорировали...

Это попросту неправда. Я старался обдумывать каждый аргумент и подробно на него отвечать. Если я с ходу не согласился с чем-то, это ещё не значит, что я "проигнорировал" сказанное — прошу не подменять понятия. (Процитируйте хотя бы одно дельное возражение, которое я проигнорировал. Допускаю, конечно, что мог чего-то не заметить или забыть. Но вообще я старался отвечать на всё.)

А вот Вы, кстати, систематически игнорируете все мои ответные рассуждения. В частности, напоминаю, имел место такой диалог:

(Развернуть)

need_to_learn в сообщении #1598950 писал(а):

ozheredov в сообщении #1598948 писал(а):

Каркас, видимо, по дефолту имеет бесконечную жесткость, прочность и т.д.

Не бесконечную, конечно, однако он фактически состоит из рёбер жёсткости.

Geen в сообщении #1598955 писал(а):

need_to_learn в сообщении #1598950 писал(а):

Не бесконечную, конечно, однако он фактически состоит из рёбер жёсткости.

тогда эти рёбра должны будут иметь в каждом сечении ту же суммарную площадь, что и сплошной корпус.

need_to_learn в сообщении #1598972 писал(а):

Я, конечно, мало что понимаю в сопротивлении материалов, поэтому могу ошибаться. Но мне всегда казалось, что рёбра жёсткости делаются не для красоты, а потому, что это реально помогает сделать оболочку прочнее — даже если суммарная площадь сечения оболочки при этом никак не меняется. Или я не прав?

Geen в сообщении #1599008 писал(а):

предлагаю Вам лично продемонстрировать работоспособность, как и подобает инноватору
[...]
нужно лично погрузиться - в любом случае для человечества будет плюс.

need_to_learn в сообщении #1599033 писал(а):

Вместо того, чтобы язвить, лучше бы ответили на мой вопрос, который почему-то проигнорировали. Задам его ещё раз. Вы утверждаете, что для поддержания оболочек каркас якобы должен иметь площадь поперечного сечения как у целой металлической оболочки соответствующей прочности. Однако это утверждение противоречит самой идее рёбер жёсткости.

Допустим, чтобы прогнуть металлический лист, нужно приложить некоторое усилие. Сложим его гармошкой. Теперь для сгибания листа поперёк складок потребуется значительно большее усилие. Прочность листа на изгиб в определённом направлении очень сильно увеличилась — как если бы он стал толще. Как Вы объясните этот факт — учитывая, что площадь поперечного сечения листа в действительности никак не изменилась?.. По-моему, этот простой пример опровергает Ваше странное утверждение.

И что же в итоге?.. Вы снова оставили без ответа мои слова. :) Да ещё и обвинили меня, будто это я игнорирую объяснения. Я бы и рад послушать, что Вы там можете сказать, да только Вы ничего не говорите. :) Лишь язвите и кидаетесь беспочвенными обвинениями.

Возможно, в Вашем понимании "не игнорировать" означает беспрекословно соглашаться с любыми критическими замечаниями — при этом не допускаются ни ответные аргументированные возражения, ни даже просто уточняющие вопросы. Можно только почтительно внимать.

Если так, то у нас несколько разные представления о том, что значит "не игнорировать". :) Лично я считаю по-другому. Если что-то непонятно — надо спрашивать, а не стараться сохранить "умный вид". Если с чем-то не согласен (кажется, что собеседник неправильно тебя понял или не учитывает что-то важное) — вполне можно возразить, внятно изложив свою точку зрения и подкрепив её аргументами. Так собеседник получит возможность понять, какие именно соображения рождают внутри тебя несогласие, и в дальнейшем он может либо согласиться с твоими доводами, либо привести ответные аргументы, которые могут поменять и скорректировать твою точку зрения.

На мой взгляд, такой подход куда продуктивнее, чем простое внешнее соглашательство, с потаёнными мыслями вроде: "Что-то я нифига не понял, и внутренне по-прежнему не согласен — но умным дядям, наверное, виднее, поэтому лучше проглочу все возражения и вопросы, сделаю умный вид, чтобы меня не сочли необучаемым идиотом".

Если в Вас кто-то воспитал именно такую (авторитарную) модель познания, то мне очень жаль. Но играть по таким Вашим правилам я не намерен. Если я чувствую недоумение и у меня возникают вопросы — буду спрашивать. Если чувствую несогласие и имею аргументы "против" — буду возражать. На мой взгляд, только так можно постепенно прийти к истине.

[Geen]

need_to_learn в сообщении #1599046 писал(а):

ни даже просто уточняющие вопросы.

У Вас не было уточняющих вопросов.

need_to_learn в сообщении #1599046 писал(а):

Можно только почтительно внимать.

Нет, можно ещё учебники почитать, порешать задачи, которые Вам по силам (до тех пор, пока Вам по силам не будет исходная задача).

need_to_learn в сообщении #1599046 писал(а):

Вы снова оставили без ответа мои слова.

Я Вам про третий закон Ньютона уже писал. Не вижу смысла повторяться.

-- 25.06.2023, 13:01 --

need_to_learn в сообщении #1599046 писал(а):

Если я с ходу не согласился с чем-то, это ещё не значит, что я "проигнорировал" сказанное

Если при этом Вы продолжаете свои фантазии, то значит.

А на разделительные вопросы где обе альтернативы неверны я не отвечаю в приципе.

[sergey zhukov]

need_to_learn
Изготавливать толстостенные оболочки из лент или пленок/слоев может быть полезно по таким причинам:
1. Ленты и пленки часто удается сделать более прочными на разрыв, чем сплошной материал;
2. В процессе навивания оболочек из лент можно контролировать распределение напряжений в оболочке, т.е. создавать предварительно напряженные нужным образом оболочки;
3. В многослойных оболочках с жидкостными прослойками можно путем регулировки давления в этих прослойках распределять напряжения по оболочкам нужным образом (например, равномерно).

Как я понял, изначально смысл идеи шел по п.3, .т.е. сделать сферическую многослойную оболочку. Для оболочек, нагруженных внутренним давлением, это разумно (про это было сказано). Однако для оболочек, нагруженных наружным давлением, все в этом случае упирается в их устойчивость, а не в их прочность (как сразу же и было сказано), а у такого сферического бутерброда устойчивости на сжатие вообще никакой нет. Заменять же сферическую оболочку на кубический каркас, пленочные стенки которого работают на растяжение - это уже совсем не в ту степь. Ничего прочнее сферы на изотропное сжатие еще не придумано. У вашего же куба остается проблема устойчивости каркаса на сжатие (и тут сфера скорее даже выигрывает), а еще добавляются проблемы с концентрацией напряжений (которых у сферы нет).

Вообще, нет никакой доказанной теоремы о том, что прочнее однородной ненапряженной сферы ничего нельзя сделать. Наверняка есть варианты, задача вполне себе инженерная. Только все это нужно считать на прочность и устойчивость.

[GraNiNi]

need_to_learn в сообщении #1599037 писал(а):

В современных процессорах миллиарды и десятки миллиардов транзисторов. Исходя чисто из здравого смысла, любой человек ещё 50 лет назад мог бы сказать, что технически нереально создать такой чип — а если всё-таки получится, то надёжность такой сложной системы будет очень низкой.

Вы путаете электронику и механику.
Вероятность выхода из строя механических устройств намного выше.
Вообще, подавляющее количество аварий во всех областях техники происходит именно из-за отказа (дефектов) механики.

[need_to_learn]

Geen в сообщении #1599048 писал(а):

А на разделительные вопросы где обе альтернативы неверны я не отвечаю в приципе.

Какие ещё разделительные вопросы? Какие альтернативы? Вы о чём вообще? Поясните хоть, что за альтернативы Вы где-то там увидели, и по каким причинам они неверны.

sergey zhukov в сообщении #1599050 писал(а):

Для оболочек, нагруженных внутренним давлением, это разумно (про это было сказано).

Кстати, интересно, используется ли такой принцип где-то в космических аппаратах?.. Не припомню, чтобы когда-либо слышал о подобном. А ведь в строительстве лунных баз, к примеру, он бы точно пригодился.

sergey zhukov в сообщении #1599050 писал(а):

Заменять же сферическую оболочку на кубический каркас, пленочные стенки которого работают на растяжение - это уже совсем не в ту степь. Ничего прочнее сферы на изотропное сжатие еще не придумано. У вашего же куба остается проблема устойчивости каркаса на сжатие (и тут сфера скорее даже выигрывает), а еще добавляются проблемы с концентрацией напряжений (которых у сферы нет).

Просто куб рисовать было проще всего. :) На самом деле кубический каркас можно заменить икосаэдром или любой другой "жесткой" фигурой.

К примеру, возьмём 20 сфер с центрами в центрах граней икосаэдра и вычтем их (boolean difference) из сферы, расположенной в центре икосаэдра. Получается вот такая фигура:



Каждый "вогнутый треугольник" в точности соответствует участку сферы:



Фактически, мы получили "сферу, вывернутую наизнанку". :) Ну и какая тогда разница, снаружи действует давление или изнутри? Какая разница, принадлежит этот треугольный кусочек оболочке сферы, распираемой внутренним давлением, или же "кракозябре", сжимаемой внешним давлением? Если каркас достаточно прочен, а плёнка выдерживает нужное натяжение, то в чём разница-то? Я реально не понимаю.

GraNiNi в сообщении #1599063 писал(а):

Вы путаете электронику и механику.
Вероятность выхода из строя механических устройств намного выше.
Вообще, подавляющее количество аварий во всех областях техники происходит именно из-за отказа (дефектов) механики.

Ну давайте перестанем использовать такую "ненадёжную" механику и уйдём жить в леса. :) Как говорят волки: "Механики бояться — из леса не выходить".

[sergey zhukov]

need_to_learn в сообщении #1599076 писал(а):

Если каркас достаточно прочен

В этом и дело, разумеется. Этот каркас в любом случае не прочнее и не устойчивее "сферического каркаса", так что сферу и нужно использовать с самого начала.

Можете брать все больше сегментов и в пределе придете к сфере, облепленной бесполезной пленкой. А если вы планируете все это на распорках организовать, так ведь и в сферу никто не мешает распорок дополнительных навтыкать. Только останется ли внутри хоть какое-то свободное место?

need_to_learn в сообщении #1599076 писал(а):

Кстати, интересно, используется ли такой принцип где-то в космических аппаратах?

Этот прием эффективен только для толстостенных оболочек, толщина стенок которых сопоставима с размерами внутренней камеры. В таких стенках могут возникать проблемы с неравномерным распределением напряжений. В тонкостенных оболочках таких проблем нет.

[need_to_learn]

sergey zhukov в сообщении #1599077 писал(а):

Этот каркас в любом случае не прочнее и не устойчивее "сферического каркаса", так что сферу и нужно использовать с самого начала.

Вряд ли Вы проводили конкретные расчёты или моделирование на компьютере. А интуиция иногда, бывает, ошибается. Особенно когда имеется очень чёткое чувство, что "всё ведь очевидно".

Не всегда стоит верить "очевидности" — и даже в буквальном смысле собственным глазам. Классический пример — вот эта зрительная иллюзия, где квадраты A и B на самом деле одинакового цвета:



Исходя из этого, я, конечно, принимаю к сведению Ваше мнение, но Ваши слова меня не переубедили.

Во-первых, для меня не очевидно, почему Вы считаете, что прочность фигуры из моего предыдущего поста будет меньше или в лучшем случае равна прочности сферы. В отличие от сферы, моя фигура буквально состоит из рёбер жёсткости. Если представить, что она сделана из тонкой жести, а рядом стоит жестяная сфера из такого же количества материала и с такой же толщиной стенки, то в случае с моей фигурой мы имеем 30 рёбер жёсткости, образующих фигуру, составленную из 20 равносторонних треугольников (а треугольник — самая жёсткая фигура). В случае с аналогичной жестяной сферой мы не имеем вообще ни одного ребра жёсткости.

Приплюснуть сферу из жести не представляется такой уж большой проблемой. В случае же с моей фигурой для сплющивания нужно будет преодолеть сопротивление рёбер жёсткости, что усложняет задачу. (Напомню, что гофрированный металлический лист согнуть поперёк складок значительно сложнее, чем плоский металлический лист той же толщины.)

Во-вторых, для меня не очевидно, почему — даже при прочих равных — стоит выбирать именно сферу. Предложенная мной фигура, как минимум, выглядит прикольнее. :)

sergey zhukov в сообщении #1599077 писал(а):

Можете брать все больше сегментов и в пределе придете к сфере, облепленной бесполезной пленкой.

Поэтому надо брать не "в пределе", а оптимальное количество, определяемое конкретной задачей.

[zykov]

need_to_learn в сообщении #1599086 писал(а):

Вряд ли Вы проводили конкретные расчёты или моделирование на компьютере. А интуиция иногда, бывает, ошибается.

Не надо чушь писать!
Интуиция тут вообще не при чем.
Это любому понимающему человеку (к которым need_to_learn не относится) очевидно, что в случае сферы имеется симметрия - везде одинаковые напряжения.
Если нет симметрии, то где-то будет меньша, где-то больше. Там где больше, там и ломается.

[need_to_learn]

GraNiNi в сообщении #1599063 писал(а):

Вообще, подавляющее количество аварий во всех областях техники происходит именно из-за отказа (дефектов) механики.

Подумалось, что я должен всё же ответить серьёзнее на это возражение.

1. Многие механические устройства представляют собой компромисс между ценой и надёжностью. Если какая-то деталь стоит копейки и легко заменяется, то обычно нет смысла делать её супер надёжной — ведь это усложнит производство и увеличит цену, а конкуренты не дремлют.

2. Если какая-то деталь способна прослужить 100 лет, то одному человеку Вы продадите её только один раз. Если же делать детали, которые нуждаются в замене каждые 5 лет, то Вы сможете продать в 20 раз больше таких деталей. Поэтому не стоит списывать со счетов такую вещь как "запланированное устаревание", из-за которого и происходит львиная доля поломок различной техники. В итоге мастерские чинят, производители выпускают новые детали на замену — все при деле, у всех есть источник дохода. Зачастую современные технологии вполне позволяют изготовить в 100 раз более надёжную деталь — но при этом она будет и раз в 100 дороже, поэтому для массового производства не подходит.

3. Аппарат для погружения на дно Марианской впадины — это по определению штучная вещь (по крайней мере, в наше время). Если кто-то нашёл деньги на сооружение глубоководного аппарата, то для него не должно быть большой проблемой оснастить этот аппарат по-настоящему надёжной автоматизированной системой датчиков, насосов и клапанов. Это вообще представляется наименьшей из проблем.

Суммируя всё вышесказанное, я не считаю это Ваше возражение достаточно серьёзным. Мало о чём говорит статистика поломок механики, рассчитанной на массового потребителя, где от надёжности насоса крайне редко зависит чья-то жизнь (а вот доходы производителя скорее обратно пропорциональны надёжности изделия).

zykov в сообщении #1599088 писал(а):

Это любому понимающему человеку (к которым need_to_learn не относится) очевидно, что в случае сферы имеется симметрия - везде одинаковые напряжения.

Каждый из нас в чём-то разбирается лучше, а в чём-то хуже. Ни один человек не может знать всего. Так что не совсем понятно, почему Вы вдруг исключаете меня из числа "понимающих людей". :) Даже если я действительно чего-то не понимаю в какой-то области, то вполне могу понимать что-то другое — в областях, где Вы ничего не понимаете.

Довольно забавно, что в русскоязычном интернете люди чаще всего не могут обойтись без личных выпадов при обсуждении практически любой темы — даже если это вопрос, как правильно завязывать шнурки. Несогласие с чьей-то точкой зрения в Рунете почти автоматически превращается в неприязнь к тому, кто её излагает. Мне тут уже желали, чтобы я лично погрузился на дно в предлагаемом мною подводном аппарате (всплывать при этом не обязательно). Теперь вот торжественно исключили из числа "понимающих людей". :) К сожалению, очень многие проводят знак равенства между пониманием и отсутствием возражений.

Я чуть выше привёл пример фигуры, составленной из треугольных кусочков сферы.

Какую бы точку на поверхности этой фигуры Вы ни взяли, нагрузка на неё ничем не будет отличаться от нагрузки на внутреннюю поверхность сферы, распираемой давлением. Эпюры давлений абсолютно идентичны. Как я уже сказал, фактически, это "сфера, вывернутая наизнанку". При этом линии, по которым сходятся кусочки сферы, представляют собой ничто иное как рёбра жёсткости, и потому лишь увеличивают прочность конструкции.

Так я рассуждаю. Если Вы видите где-то в этих рассуждениях ошибку, то укажите, в чём именно я не прав. Где именно, по Вашему мнению, в предложенной мною фигуре создаётся асимметрия напряжений? Где там что должно сломаться?

[Dedekind]

need_to_learn в сообщении #1599091 писал(а):

Какую бы точку на поверхности этой фигуры Вы ни взяли, нагрузка на неё ничем не будет отличаться от нагрузки на внутреннюю поверхность сферы, распираемой давлением. Эпюры давлений абсолютно идентичны.

Так почему бы Вам, действительно, не промоделировать Вашу конструкцию в каком-нибудь Solid Works и не продемонстрировать это наглядно? Всяко лучше будет, чем рукомахательно препираться.

[zykov]

need_to_learn в сообщении #1599091 писал(а):

Довольно забавно, что в русскоязычном интернете люди чаще всего не могут обойтись без личных выпадов при обсуждении практически любой темы — даже если это вопрос, как правильно завязывать шнурки. Несогласие с чьей-то точкой зрения в Рунете почти автоматически превращается в неприязнь к тому, кто её излагает. Мне тут уже желали, чтобы я лично погрузился на дно в предлагаемом мною подводном аппарате (всплывать при этом не обязательно).

Опять чушь полнейшая.
Рунет тут не при чем.
Причина видна невооруженным глазом - дефект личности need_to_learn. Не надо себе оправдания придумывать.

[wrest]

need_to_learn
Кстати, а как делать иллюминатор в предлагаемой вами конструкции? И как делать входной люк?

По поводу распорок, я думаю вы можете прикинуть их массу. К примеру, у вас площадь поверхности прочного коррпуса 25 кв.м. (это примерно как у сферы диаметром 2,8 метра). На глубине 4 километра будет давление воды около 400 килограмм-сил на квадратный сантиметр.
В сумме на всю поверхность выйдет 100 килотонн-сил. На сколько распорок вы хотите распередить эту нагрузку?

[need_to_learn]

Dedekind в сообщении #1599094 писал(а):

Так почему бы Вам, действительно, не промоделировать Вашу конструкцию в каком-нибудь Solid Works и не продемонстрировать это наглядно? Всяко лучше будет, чем рукомахательно препираться.

С удовольствием так бы и сделал, но у меня недостаточно нужных для этого знаний и навыков.

zykov в сообщении #1599099 писал(а):

Причина видна невооруженным глазом - дефект личности need_to_learn. Не надо себе оправдания придумывать.

О'кей, дефект так дефект. Не всем же быть идеальными. Не переживайте так сильно. :) А то складывается впечатление, что моё несовершенство Вас волнует больше, чем меня.

wrest в сообщении #1599100 писал(а):

Кстати, а как делать иллюминатор в предлагаемой вами конструкции? И как делать входной люк?

Иллюминатор, на мой взгляд, не нужен, это баловство. Системы внешних камер наблюдения и гидролокаторов более чем достаточно, чтобы ориентироваться.

По поводу люка — хороший вопрос. :) Самый очевидный выход — сделать "люком" какой-то из сегментов оболочки, обеспечив возможность его вынимать. В принципе, можно сделать извлекаемыми вообще все сегменты — надо же как-то производить техобслуживание. Поэтому каждый сегмент может быть полностью независим от других, с возможностью извлечения при необходимости.

wrest в сообщении #1599100 писал(а):

По поводу распорок, я думаю вы можете прикинуть их массу. К примеру, у вас площадь поверхности 25 кв.м. (это примерно как у сферы диаметром 2,8 метра). На глубине 4 километра будет давление 400 килограмм-сил на квадратный сантиметр.
В сумме выйдет 100 килотонн-сил. На сколько распорок вы хотите его распределить?

Про внутренние распорки лично я ничего не говорил. На мой взгляд, хватит и обычного внешнего каркаса, внутри которого будут натянуты оболочки. В том же икосаэдре 20 граней и 30 рёбер — значит, потребуется 30 металлических профилей. Замечу, что "в глубину" профиль при этом никак не ограничен, поскольку находится снаружи аппарата, так что мы можем сделать балки сколь угодно прочными — места в океане много.

[Sender]

wrest в сообщении #1599100 писал(а):

Кстати, а как делать иллюминатор в предлагаемой вами конструкции?

Элементарно. Взять прозрачную плёнку для теплиц.