Onderwerp: Winterstalling met staande mast

We veranderen het speelveld wel telkens he?

Eerst gaat het over omvallen van boot+bok, toen om de druk op de stempels en nu weer over trillingen die de kiel van de bok kunnen doen wandelen.

Allemaal afzonderlijke problemen in de mechanica, en de boot+bok als 1 geheel beschouwen is alleen van toepassing op het eerste 'deelprobleem' van die drie.

Een bekentenis... mijn leraar natuurkunde kreeg al grijze haren van me (en da's best knap, want het was een broekie!)

Ben ooit met zachte hand een jaar lang zijn klas uit gestuurd, omdat ik teveel moeilijke/kritische vragen stelde die de stof ver te boven gingen. Ik maakte er een sport van om hem een paar stappen voor te zijn

Kostte hem veel teveel tijd die hij beter aan de rest kon besteden...

Ik loste m'n schuld weer in, door de leukste meiden dan maar zelf bijles te geven

(behalve goed lastig zijn kon ik ook goed uitleggen... en ik hielp iedereen die het vroeg, hoor )

web schreef :
nee hoor, het gaat al vanaf het begin over een boot met of zonder mast op de kant te zetten.
Dan kun je wel alleen naar een subsetje van de mogelijke ellende willen kijken (boot met bok en al omgewaaid) maar er zijn meer mogelijkheden om de boel kapot te maken

groet
t

Gewoon een lang touw aan de halve hoogte knopen en er heel hard met de auto ( liefst natuurlijk een fourwheel, tractor is nog beter) aan trekken.
Met een meter er tussen weet je ook nog eens hoever je kunt gaan.
Ad

Capolavoro schreef :
Ik dacht geschreven te hebben dat hangen de situatie in het water het meest benaderd.
Grt, Leo.

Ik was Capolavoro nog een antwoord schuldig.

Ik ga uit van de situatie dat de boot rechtop staat en niet beweegt. Die situatie is dan te vergelijken met een hefboom waarvan kracht last en steunpunt op de zelfde lijn liggen.
De arm van windkracht is verticaal. Van aangrijpingspunt van windkracht op de mast tot het steunpunt (kielzool).
De werklijn van de kracht die op, of liever tegen, de stempels drukt staat haaks op de arm van de windkracht. Immers als de boot om gaat vallen zal die beweging in eerste instantie praktisch gesproken horizontaal zijn.
De arm van de kracht die tegen de stempels druk valt dus samen met de arm van de windkracht (van uit het steunpunt haaks op de werklijn) en is in die (begin)situatie per definitie gelijk aan de hoogte van de stempels.
Verder ga ik er voor het gemak wel van uit dat de onderkant van de stempels op de zelfde hoogte zitten als de kielzool.
Maar ik ben me er van bewust dat ook dit een dynamisch proces is. Het lijkt mij dat bij geleidelijke toename van de windkracht ook de richting van de kracht tegen of op de stempels veranderd en die een verticale component krijgt. Dat zal mede afhangen van de plaats. Onder het vlak of tegen de romp. Vandaar dat steunen naast de boot mijn voorkeur hebben boven stempels min of meer onder de boot. Dan kost het rechtop houden van de boot veel minder kracht en is de belasting van de romp veel minder.En ook nog eens veel makkelijker te berekenen.

Maar nog even wat anders want eigenlijk is de berekening niet compleet.
Als er over opbokken gepraat wordt hebben we het altijd over het ondersteunen (al of niet met stempels) maar in zo,n berekening hoort zeker nog een punt waar op gelet moet worden n.l. de horizontale kracht van de kiel in het steunpunt.
In mijn oude leerboeken staat dat een voorwerp in evenwicht is als aan 3 voorwaarden is voldaan t.w.
a) de som van de momenten moet 0 zijn.
b) de som van de verticale krachten moet 0 zijn.
c) de som van horizontale krachten moet 0 zijn.

In mijn rekenvoorbeeld is aan a) voldaan en levert een kracht op van 1800 kg.
b) klopt natuurlijk ook. De ondersteuning onder de kiel levert een tegenkracht gelijk aan het gewicht van de boot.
Maar bij c) mist er nog wat. Immers, de wind blaast met 300 kg naar de ene kant. De reactiekracht van de stempels moet, om het moment van die 300 kg op te heffen, met 1800 kg terug duwen.
300 naar de ene en 1800 naar de andere kant is samen bepaald geen 0. Er moet dus ergens nog een kracht van 1500 kg zitten. En die zit in het steunpunt! De kiel duwt dus met 1,5 ton opzij.!!!!

Ik denk dan ook dat het met name daar vaak mis gaat.
Bij een niet zijdelings opgesloten kiel waarbij ook nog eens de ondersteuning slecht is kan ik me voorstellen dat de kracht zo groot wordt dat de kiel zijdelings weg glijdt. Je ziet nogal eens te smalle balken in de lengterichting onder de kiel liggen. Vaak zijn die door het gebruik in de loop van de tijd op hoeken ook nog eens lekker afgerond.
De vorm van de onderkant van de kiel is ook van invloed. Is die vlak en 20cm breed, rond of zelfs V-vormig? Verder speelt daar ook de veronderstelde verticale component van de kracht op de stempels een rol die het gewicht van de boot in het steunpunt vermindert.

Als zo’n balk dan kantelt of wegschuift valt de boot gelijk een aantal cm naar beneden. Omdat die dan niet meer op de bok staat neemt de boot al vallend de stempels en dus de hele bok mee. Die komt dan, eveneens op zijn kant, min of meer tegen de onderkant van de boot te liggen. Het lijkt dan of boot en bok samen zijn omgevallen met als draaipunt de bok zelf.
Daaruit zou je weer de conclusie kunnen trekken dat de breedte van de bok de oorzaak is terwijl het mogelijk niet was gebeurd als de kiel zijdelings opgesloten had gezeten.

En is een boot eenmaal aan het hellen dan is er houden meer aan. Stel 5 ton, 1,80 van kielzool tot zwaartepunt. Bij 10 graden helling levert dat al een “neerrichtend” moment op van !564 kgm. Maar liefst dik de helft van wat de wind al doet. Bij 15 graden is het al 2330 kgm.*)
En dat kun je allemaal voorkomen door simpelweg de mast er af te halen!!
Hoef je bovendien ook de kiel niet meer zijdelings op te sluiten.
.
Maar eigenlijk kun je ook zonder rekenen op je klompen aanvoelen dat ophangen per definitie beter is dan op de kiel zetten.
Op de kiel staand zit het zwaartepunt boven het steunpunt. Dat noemen ze labiel evenwicht. Je hoeft de boot maar even uit balans te brengen en hij valt om.
Hangend, of in het water, zit het zwaartepunt onder het steunpunt dan wel drukkingspunt (heet zo dacht ik). Dat heet stabiel evenwicht. In die situatie kun je duwen wat je wilt, de boot komt altijd weer recht. Gelukkig maar. Wij zeilers leven er bij.


*) In je berekening neem je, als ik het goed zie, de tangens van de hellingshoek maar moet dat niet de sinus zijn.? De kieldiepte van 1 meter is immers de schuine zijde van de driehoek.
Eigenlijk wel jammer want met de tangens zou je een absoluut onkenterbare boot hebben.
Grt, Leo.

@zeekraal,
dank voor je uitgebreide antwoord.
Maar ik blijf het op een paar punten niet met je eens
Overigens denk ik dat we nu de echte constructeurs (erik, britttt, anderen?) weer eens aan het woord moeten laten; mijn mechanica-kennis is middelbare school in 196x, en de jouwe weet ik niet maar ik denk niet dat je wel een ingenieur met constructie-kennis bent?

mijn vragen bij je verhaal:
- je gaat uit van een niet-bewegende boot. Dat is een gevaarlijke aanname, met veel wind staat de boot te schudden op zijn bokje kan ik je vertellen
- hoezo drukt de kiel 1500kg (eigenlijk 15.000N) opzij??
- hangend zou het zwaartepunt in de kiel zitten, en staand niet? Het zwaartepunt zit waar het zit en verplaatst zich niet door hangen of staan. Wel verplaatst het punt waarom de boot kan draaien (kiel resp. ophangbanden/steunen).
- bij een hangende of staande boot met 40% ballastaandeel (da's zo'n beetje normaal) zal het zwaartepunt boven de bovenkant van de kiel zitten, dus zo ongeveer ter hoogte van de ondersteuningspunten (je bok met liggers).
Van een oprichtend moment is dan ook geen sprake, zeker niet met flinke winddruk op mast en romp. Bovendien mis je op de bok de vormstabiliteit (net zoveel als de gewichtsstabiliteit, en zeker bij kleine hellingshoeken veel meer dan de laatste).

Ik zet lekker mijn kiel op de grond!

groet
t

Het is langzaam aan weer tijd dat de meeste van ons de wal op gaan, de mijne staat er al netjes op zijn kiel net als alle andere schepen bij ons op de haven.
Bij de een wat makkelijker dan bij de ander afhankelijk van het type kiel dat je hebt, bij mij was het wat lastiger om de boot goed neer te zetten (vinkiel) daar heeft de boot de natuurlijke neiging om naar voren te kantelen.
Maar als hij eenmaal staat staat hij ook als een huis en kan je gewoon langs alle kanten aan boord klimmen. Trailer staat rondom geblokt dus daar zit geen beweging meer in en als de boot goed afgestempeld staat dan kan het volgens mij aardig tekeer gaan voor dat het geheel omgaat.

Ik zit al de hele tijd in mijn hoofd de verschillende invloeden en mechanica/constructie regels na te gaan. Zal straks eens kijken of vriendlief autocad heeft, anders teken ik wel wat ik in mijn hoofd heb ronddansen

Ben nog steeds van mening dat de kiel niet een draaipunt kan zijn, maar kan het zonder tekening niet verwoorden. Daarbij is het type bok of gebruikte stempels of wat dan ook nogal van belang voor het gedrag dat die constructie zal vertonen. De plaats waar het draaipunt ligt heeft te maken met het al dan niet aanwezig zijn van momentvaste verbindingen elders in de constructie.

Als ik het over constructie hebt, dan bedoel ik de bok + boot, het geheel zeg maar.

Als ik vanavond tijd heb, zal ik het wel even op papier zetten.
In feite gaat het om twee systemen die je moet doorrekenen.
Boot met bok als 1 systeem en de boot zoals hij in de bok wordt ondersteund als 2de systeem.

Dat ben ik helemaal met je eens wybe.
Wat belangrijk daarbij is, is dat je de output van systeem 2 gebruikt als input van systeem 1:

Als je zwaartepunt kan verplaatsen zal dat blijken uit systeem 2. Dat kun je dan gebruiken als input van systeem 1.

Theoreties zou het kunnen dat het schip eerst scheef in de bok komt te liggen (kiel onderuit gaat) draaipunt op de steunen en dat dan het schip de bok omtrekt.

Maar als het geheel goed in de bok staat, kiel klem en de steunen goed onder de boot staan dan is het kantelpunt de bok zelf, ben wel van mening dat als je de bak goed ondersteunt op blokken (igv trailer cq bok op wielen) er weinig kan gebeuren of je bok moet te smal zijn.

Revolution1 schreef :
en wat denk je van deze....
bokje ziet er breed genoeg uit, maar de kiel lijkt niet vastgezet geweest te zijn......


groet
t

De discussie volg ik zijdelings en waar ik me over verbaas, is dat mensen doorgaans voor hen een hoop geld voor een boot uitgeven, bereid zijn in sommige gevallen een fors bedrag voor de winterstalling te betalen, maar 100 euro om de mast eraf te halen en er weer op te zetten er niet af kan. Maar wellicht zie ik iets essentieels over het hoofd.

De krachtenverdeling vond ik wel interessant te lezen. Toch weer een stukje natuurkunde van vroeger dagen ophalen

Gregor

Hoe zet ik de kiel vast? Met een paar blokken hout ofzo?

waverider82 schreef :
een goede bok heeft een gleuf in het midden (tussen 2 liggers) waar de kiel tussen past. En dan met wat blokjes/wiggen vastklemmen.
Als de bok maar 1 ligger heeft wordt het lastig.
groet
t

Goed te weten als ik m'n bok ga kopen.

Brede bok, maar constructief niet erg sterk? In ieder geval is de poot stuurboord voor weggebogen, en daarmee misschien wel de oorzaak.
In combinatie met de losse driehoek vraag je je af of de boot correct opgebokt was: dat ziet er wel uit als een los stempel onder de boeg, dat er misschien voor heeft gezorgd dat het gewicht niet netjes op de vier stempels van de bok rustte.

Capolavoro schreef :

Denk je ? Waarom ligt die bok dan op zijn kant? Die is aan de achterkant inderdaad breed genoeg maar aan de voorkant ( en juist daar zit de mast!) veel smaller.
Ad
Ad

Wij staan sinds donderdag weer op de kant. En voor het eerst zonder mast! Die ligt netjes in een loods.

Dan kunnen we volgend jaar rustig aan de componenten in de masttop werken. En we lopen deze winter geen omwaai risico.

Alle boten om ons heen natuurlijk wel.. Maar 't kan nooit onze schuld zijn..

Erg stevig zien die bokken er niet uit en als die niet volledig vlak op de grond staat kan je er op wachten. En idd snap ook niet waarom niet gewoon even de mast eraf kan je hem gelijk even na kijken.

inSaNo schreef : je hebt natuurlijk altijd nog het domino effect

maar goed, de engineers blijven inderdaad stil en dat komt omdat het een complex geheel is. Als ik vanavond weer beschikking heb over mijn eigen pc, dan ga ik eens een FEA modelletje maken en vraag ik de computer wat deze denkt dat er allemaal gebeurt. De overige specialisten kunnen dan wel beoordelen of mijn aannames juist zijn of nog voor verbetering vatbar. I'll keep you posted

Deze engineer heeft meer met damwanden, diepwanden en grote, logge betonnen constructies

Ik zal vanavond nog eens proberen of mijn vriend mee wil brainstormen, die is meer van de constructie/mechanica dan ik. Zal eens kijken of ik software kan vinden.

Britttt schreef : Ik neem aan dat je daar ook gebruik maakt van inklem eigenschappen, maximaal toelaatbare spanning, kritieke knik belasting etc?
Princiepes van engineering blijven altijd hetzelfde, dat is het mooie van engineering wat mij betreft. Het enige discussie punt blijft altijd: wat voor aannames doe je? Die zijn bediscussieerbaar (is dat eigenlijk wel een woord?) en ik ben zelf meer van de "worstcase scenarios" als het gaat om constructieve veiligheid dus een beetje conservatief analyseren moet niet al te moeilijk zijn.

Ik ga gewoon een bokje bouwen in mijn FEA programma en laat er daarna een boot en een storm oplos!

Hm, ik druk mezelf wat ongelukkig uit. Ik bedoel dat ik me niet bezig houd me berekeningen e.d., maar meer met de daadwerkelijke uitvoering

Maar je bedoelt het gebruik maken van de eindige elementen methode, als ik het goed begrijp? Matrixen enzo?