Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

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NichtMehrDa01

Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von NichtMehrDa01 »

b_der_k_te hat geschrieben: 31. Dez 2021, 11:30 Bei so schnell wechselnden aber großen Beschleunigung (nach vorne und zur Seite) ist es schwer zu sagen wie stark sich welcher Einfluß tatsächlich auswirkt und vor allem wie man dies dann berechnet/modelliert.
Ja, ich fürchte ich bin der Komplexität solcher Modelle in der Vergangenheit mit einer gewissen Ignoranz begegnet. Wenn man nur unbedarft genug ist, dann möchte man leicht glauben, dass sich so etwas im 21. Jahrhundert doch wohl irgendwie berechnen lassen muss. Nur ist "irgendwie" halt nicht so einfach und die Berücksichtigung aller Einflussgrößen vielleicht auch gar nicht möglich/sinnvoll.

Allen ein gutes Neues Jahr!
Andreas
b_der_k_te
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von b_der_k_te »

Möglich ist ja durchaus. Wer sich einen Eindruck über die Komplexität der Rechnungen verschaffen möchte, dem sei die Lektüre der Publikationen von Bob Kooi und Sparenberg ans Herz gelegt. https://www.bio.vu.nl/thb/users/kooi/
Meinem Empfinden nach muss man um dies dann auch umsetzen zu können, die Mechanik und das mathematische Rüstzeug auf Hochschulniveau beherrschen. Wer das hat und was daraus macht, dem zolle ich allerhöchsten Respekt.
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von b_der_k_te »

ullr hat geschrieben: 31. Dez 2021, 15:18 Ist die Auslegung "zu steif" äußert sich das in meinem Modell durch eine kleine maximale Durchbiegung und das Schaftende klatscht in der Rechnung immer an den Button. Zu "Weich" sieht man an einer großen maximalen Durchbiegung und minimalen Abständen Button- Pfeilschaft von größer 8mm.
Warum ist das so in Deinem Modell, gibt es dafür einen Zusammenhang, eine Erklärung? Klappt der vordere Knotenpunkt in Deinem Modell beim zu steifen Pfeil auch rechnerisch tatsächlich so weit vom Bogenfenster weg, sodaß der Pfeil schief heraus geworfen wird und deshalb mit dem Heck nah an den Button gerät und vice versa beim zu Weichen?
ullr hat geschrieben: 29. Dez 2021, 08:23 Bild
Man kann in dem Bild erkennen das in Deinem Modell die Knotenpunkte beim Knicken ersteinmal auf dfer ursprünglichen Linie verbleiben. Beim "freien" Schwingen gibt es aber doch einen Versatz weg vom Bogenfenster. Rechnet sich der als reinen Parallel-Versatz, oder kann da rechnerisch auch ein Versatzwinkel dabei entstehen wenn sich vorderer und hinterer Knoten unterschiedlich weit versetzen? Bei der letzten (grünen) Darstellung scheint es so zu sein. Der vordere Knotenpunkt wandert stärker vom Bogen weg.

Die Betrachtung wo am Pfeil (bei der Nocke oder 20cm vor der Nocke...) der geringste Abstand auftritt ist nicht aussagekräftig? Bzw. hängt das vielleicht allgemein zu sehr von z.B. Pfeillänge, Auszugslänge oder anderen Parametern ab?
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von ullr »

Hallo Bernd,
b_der_k_te hat geschrieben: 3. Jan 2022, 18:01 Warum ist das so in Deinem Modell, gibt es dafür einen Zusammenhang, eine Erklärung? Klappt der vordere Knotenpunkt in Deinem Modell beim zu steifen Pfeil auch rechnerisch tatsächlich so weit vom Bogenfenster weg, sodaß der Pfeil schief heraus geworfen wird und deshalb mit dem Heck nah an den Button gerät und vice versa beim zu Weichen?
....
Wenn der Pfeil zu steif ist, also sich überhaupt nicht durchbiegt, gibt es einen imaginäres Ergebnis, die Rechnung bricht ab. Biegt sich der Pfeil ein klitzebißchen, knallt im Modell das Heck an den Button, der Abstand Schaft-Button wird negativ.
Mein Modell rechnet bei der Primärbiegung dass der Schwerpunkt des Pfeiles auf der ursprünglichen Richtung bleibt. Genauso wie die Knotenpunkte.
Bei zu weichem Ansatz wird der Abstand Button-Schaft größer als 8mm. Das ist ein "Erfahrungswert" der bei der Untersuchung von gerechneten Abstimmungen -nun ja- mehr oder weniger festgelegt wurde, und der sich bestätigt hat.
Man kann in dem Bild erkennen das in Deinem Modell die Knotenpunkte beim Knicken ersteinmal auf dfer ursprünglichen Linie verbleiben.

Ja. Vergess nicht, dass es ein "Modell" ist Ich hatte nicht den Ergeiz, den wirklich exakten Vorgang sehr genau zu beschreiben. Das kann ich nicht, dazu fehlen mir die Mittel und die technische Ausrüstung (Kurzzeitmeßgeräte, Hochgeschwindigkeitskameras (richtige, keine Handies !!! 8-) ...)
Beim "freien" Schwingen gibt es aber doch einen Versatz weg vom Bogenfenster. Rechnet sich der als reinen Parallel-Versatz, oder kann da rechnerisch auch ein Versatzwinkel dabei entstehen wenn sich vorderer und hinterer Knoten unterschiedlich weit versetzen? Bei der letzten (grünen) Darstellung scheint es so zu sein. Der vordere Knotenpunkt wandert stärker vom Bogen weg.
...
Beim freien Schwingen mußt Du auch die Kräfte, die von der Sehne auf den Pfeil ausgeübt werden auch mit berücksichtigen. Das kann ich nicht und das wollte ich bei der Konzeption dieses Programmes auch nicht. Bei meinem Modell nimmt die Pfeilbiegung die Sehne seitlich mit.
Die Aufgabe war damals, wie kann ich mit Mitteln, die erschwinglich sind (geeichte Gewichte (Toleranz +/-1g), Längenmessung (Toleranz +/- 1mm) Feinwaage (Toleranz +/-0,05g) eine zutreffende Analyse des Pfeil-Bogensystems machen und daraus die Abstimmung festlegen.
Im Prinzip beruht mein Programm auf der Lösung durch "Raten und Probieren" ;) Wenn ich die Grundparameter (Auszugsdiagramm, Massen und Längen) kenne, wird durch mehrere Rechnerläufe die optimale Abstimmung gefunden. Insgesamter Zeitaufwand ca 2,5 Stunden. Wenn es jetzt eine Meßeinrichtung gibt, die die statischen Größen genau genug ermittelt (Und das wird dieses neue Gerät tun) wird man ein Programm einbauen können, dass ähnlich arbeitet.
Ich hoffe, ich konnte ein wenig zum Verständnis meines Modells beitragen...
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von b_der_k_te »

Entschuldige, ich muß trotzdem nochmal nachhaken. Ich rede jetzt auch nicht was mit einem realen Pfeil passiert, sondern bleibe rein innerhalb Deines Modells:
Deine Grafik "Weg des Pfeilnockpunktes" ist doch nicht einfach so dahin gekritzelt; sondern es zeigt die tatsächlichen Rechenergebnisse Deines Modells.
Bei der ersten Durchbiegung tut sich an den Knotenpunkten und dem Schwerpunkt noch nichts. Aber schon beim nächsten, dem wieder geraden Pfeil, ist der vordere Knotenpunkt etwas weiter seitlich aus dem Bogenfenster gewandert. Der Pfeil schwenkt gegen den Uhrzeigersinn. Diese Tendenz setzt sich fort. Besonders gut zu sehen ist es bei der letzten Darstellung wenn man zwischen den beiden grünen Knotenpunkten eine Gerade zieht. Die Schlußfolgerung daraus ist, daß auch der Schwerpunkt sich seitlich vom Bogen entfernt.
Ich habe zwar keine Idee wie man das rechnet, doch in erster Linie frage ich mich ob das bei jedem simulierten Steifegrad gleich ist, oder ob dann Unterschiede in den Rechenergebnissen erkennbar sind. Schwenkt der zu weiche Pfeil im Modell womöglich zum Bogenfenster hin weil zumindest der vordere Knotenpunkt hinein klappt?
Könntest Du das evtl. mal ausprobieren, einen weichen Schaft simulieren und dabei auf die Lagenverschiebung der Knotenpunkte achten? Wenn darin ein Unterschied besteht, dann wäre das ein weiterer Hinweis zusätzlich zum minimalen Abstand.

Ich verstehe zwar warum ein zu weicher Pfeil im Modell eine größere Durchbiegung bekommt, aber nicht warum der kleinste Abstand zum Button auf 8mm und mehr ansteigt, respektive steifer schwingende Pfeile ausgerechnet mit dem Heck anklatschen.
Das alles soll keine Kritik an Deinen Berechnungen sein, ich würde es einfach nur nachvollziehen können.
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von ullr »

Hallo Bernd, gib mir mal ein wenig Zeit, ich werde mal ein Beispiel durchrechnen Mit Schaftlängen zwischen "Anklatschen" am Button und sehr kleiner maximaler Durchbiegung (Kurzer Schaft) bis zum zur großen maximalen Durchbiegung und Freigängen Schaft-Button von ca 14mm.
Da brauch ich aber ein wenig Zeit. Die Skizze mit dem Verlauf der Schwingung kann ich z.Zt. nicht wirklich exakt nachvollziehen, möglicherweise steckt da ein Zeichenfehler drin, denn das Modell gibt eigentlich nur her, dass Knotenpunkte und Schwerpunkt sich auf der festgelegten Linie weiterbewegen.
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von b_der_k_te »

ullr hat geschrieben: 4. Jan 2022, 16:21 Hallo Bernd, gib mir mal ein wenig Zeit, v[...]
Versteht sich von selbst. Wenn Du dann auch Grafiken der Abstände zum Button machst, bitte auch gleich die dazugehörige Schußzeit bis zum Ausnocken angeben. So kann man besser abschätzen an welcher Stelle des Pfeils der geringste Abstand auftritt. Ich habe den Verdacht besagte Grafik endet genau bei der Schußzeit. Dies würde bedeuten das die Nocke aber noch die Standhöhe als Weg bis zum Button zurücklegen muß. Die Zeitskala müßte bis ungefär 0,016s gehen. Wenn der minimalste Abstand ca. bei 10ms auftritt, dann ist geschätzt gerade einmal die Pfeilmitte auf Höhe des Button.
Nun gebe ich mal Ruhe und schaue selbst ob ich über die nächsten Tage meine eigenen Rechnungen weiter bekomme.
ullr hat geschrieben: 4. Jan 2022, 16:21 Die Skizze mit dem Verlauf der Schwingung kann ich z.Zt. nicht wirklich exakt nachvollziehen, möglicherweise steckt da ein Zeichenfehler drin, denn das Modell gibt eigentlich nur her, dass Knotenpunkte und Schwerpunkt sich auf der festgelegten Linie weiterbewegen.
Kann ich verstehen, das Modell wäre nochmal um eine Größenordnung komplexer. Wäre phantastisch wenn dann doch kein Zeichnungsfehler in der Skizze ist, aber man muß vorerst mal davon ausgehen das der Weg der Knotenpunkte so nicht stimmt.
Für mich wäre es die Erklärung warum bei steifen (kurzen) Pfeilen im Modell das Heck näher an den Button kommt. Eigentlich bedeutet ein steifer Pfeil das er schneller schwingt. Dies bedeutet - in meinem Verständnis - das das Pfeilheck eigentlich vom Button weg schwingt. Es sei denn der Pfeil verdreht sich im Abschuß (von oben betrachtet und RH-Schütze) gegen den Uhrzeigersinn. Dann würde das Heck zum Button hin gehebelt werden. Umgekehrt dann bei einem zu weichen Pfeil.

Andererseits, wenn sich die Knotenpunkte nur auf der festgelegten Linie weiterbewegen, ist das dann die Linie wie der Pfeil bei Vollauszug liegt? Denn dann müßte der Abstand zum Button exakt Null werden, immer dann wenn der Pfeil gerade ist... Egal bei welchem Pfeil. Das passiert aber im Modell nicht, also muß da noch was Anderes mitspielen.
Wenn sich die festgelegte Linie anders definiert, dann wäre es interessant zu wissen wie sie festgelegt wird und ob das mit den Ergebnis steif vs. weich korreliert. Damit wäre die Richtung der Linie vielleicht bereits ein Ergebnis für eine Beurteilung der Abstimmung. Hat die Lage des Schwerpunktes bezogen auf die Knotenpunkte in dem Zusammenhang vielleicht eine Bedeutung ?
Unter Umständen ist sogar eine Kausalität dabei. (Weil der Pfeil zu steif ist, ergibt es eine andere Linie.)
Wenn man diese Richtung ohne die Berechnung der Pfeilbiegung ermitteln kann, könnte die Rechnung einfacher werden.

Ich habe mal versucht die Wege der beiden Knotenpunkte aus der Skizze darzustellen - so wie ich sie wahrnehme - trotzdem muß man doch beachten das dies vermutlich nicht so vom Modell ausgegeben wird; die Darstellung also falsch ist.
(Die einzelnen Schwingungsphasen wurden aus Ullrs Originalskizze am Computer lediglich nach unten verschoben, um die Wege einzelner Punkte strichliert nachvollziehen zu können.)
Der hintere Knotenpunkt bewegt sich hier nach einem Ausschwenker auf einer geraden Linie in Schußrichtung. Diese Linie ist parallel zu der Ausrichtung die der Pfeil bei Vollauszug (erstes Bild) hat. Der Weg des vorderen Knotenpunkts entfernt sich in der Darstellung seitlich dagegen stärker.
Nockweg2 Recurve_klein.png
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von ullr »

Hallole, Ich habe eine Berechnung, die selbstverständlich im Beschuss überprüft wurde, als Grundlage einer Variationsrechnung genommen.
Die perfekte Abstimmung war:
Schaftlänge725mm, max Durchbiegung 10cm, Freigang Button-Schaft 3mm Diese Ausführung wurde im Beschuss getestet, auf 18m steckte der unbefiederte Schaft ca 3-5cm links neben dem mittleren Treffpunkt der befiederten Pfeile.
Die Länge wurde auf 750mm geändert, alle anderen Parameter blieben gleich.
Ergebnis:
Schaftlänge 750mm, max. Durchbiegung 14cm, Freigang Button-Schaft 13mm (kein Schreibfehler! ) ;)
Dann wurde der Schaft gekürzt auf 700mm
Ergebnis:
Schaftlänge 700mm, max Durchbiegung: Kein Ergebnis, imaginär.
Ich wollte jetzt wissen, was im steifen Bereich passiert.
Schaftlänge 705mm
Ergebnis:
Schaftlänge 705mm, max Durchbiegung 4cm, Freigang Button-Schaft 0,0mm. Der Schaft ditscht also hinten an den Button.
Schaftlänge 710mm
Ergebnis
Schaftlänge 710mm, max Durchbiegung 6cm, Freigang Button-Schaft 1,0mm
Die Optimierung erfolgte 2017, Ich habe die Optimierung immer so durchgeführt, dass der Pfeil eher zur steifen Seite hin ausgelegt war. Da war irgendwo eine ernstzunehmende Info, dass Spitzenschützen*Innen ihre Pfeile eher steif auslegen. Nach dieser Information habe ich mich gerichtet, sie kam mir (und kommt mir immer noch ;) ) plausibel vor.
Die Werte zeigen, wie empfindlich das System reagiert, wenn man zur steifen Seite hin auslegt. Deshalb gebe ich jedem den Rat, wenn er am praktischen Optimieren seines Systems arbeitet, die Pfeile nur in Abschnitten von 5mm zu kürzen. Und durch Beschuß mit dem ungefiedertem Shaft auf 10m bzw max 18m sorgfältig zu überprüfen.
Gruß und klar doch,
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von b_der_k_te »

Danke Christian,
leider stecken da keine neuen Erkenntnisse in diesen Angaben. Ich hatte mit mehr Daten gehofft:
Eigenfrequenzen der jeweiligen Pfeilvariationen, Zeitpunkte der geringsten Button-Abstände, Zeitpunkte wann die kritische Knickkraft unterschritten wird. (Damit sollte sich erruieren lassen in welcher Schwingungsphase sich der Pfeil gerade befindet und damit welcher Pfeilabschnitt nah am Button ist...) Oder zusätzlich vielleicht sogar diverse Diagramme.

Mittlerweile glaube ich nicht mehr das der steife Pfeil mit dem Heck an den Button ditscht, sondern mit seiner Mitte - gerade dann wenn er einen Bauch zum Button hin macht.

Ich schätze mal Du grübelst noch an meinem vorherigen Post.
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Re: Pfeil-Bogenabstimmung, Modellierungs- und Berechnungsansätze

Beitrag von ullr »

b_der_k_te hat geschrieben: 6. Jan 2022, 11:14 ...
Eigenfrequenzen der jeweiligen Pfeilvariationen, Zeitpunkte der geringsten Button-Abstände, Zeitpunkte wann die kritische Knickkraft unterschritten wird. (Damit sollte sich erruieren lassen in welcher Schwingungsphase sich der Pfeil gerade befindet und damit welcher Pfeilabschnitt nah am Button ist...) Oder zusätzlich vielleicht sogar diverse Diagramme.
...
Hallo Bernd, Hier die Daten für die Schaftlängen, die Daten sind in der Reihenfolge der Schaftlängen:
Schaftlänge:

700mm
705
710
725
750

Zeit minimaler Abstand Button-Pfeilschaft
- imaginär
9,3ms
9,4
9,7
10
Frequenz
327Hz
322
318
305
285
Der kleinste Abstand Schaft-Button ist während der Schußzeit immer weit hinten.
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