Onderwerp: reparatie, modificatie kiel "Water"

JotM schreef :
Formeel, als er inderdaad nergens slaptes zitten, heb je gelijk. Maar daar zit t m in. Versnellingen zijn nooit oneindig hoog. Zo'n knal zit niet onmiddellijk door de hele boot. Dat kan niet. Onderweg komt de energiegolf overal massa's en slaptes tegen. Daardoor koppelen dingen af, reageren later. Minder.

Wat zou een realitsiche eigenfrequentie zijn, voor een kiel bevestiging? 100hhz? Betekent dat de reaktie van de boot 10ms na eerste contact zal komen. Scheelt al veel met oneindig stijf. De romp zelf, 20-30 hz? Voor ons nog immer loeistijf. Maar dat betekent wel dat voor alles wat sneller is dan 50ms, de massa van de romp niet meetelt. Op die manier blijven dingen heel.

Maar goed ook. De theorie zou alles stuk laten gaan. Zo kunnen we nooit varen.

Dat is natuurlijk ook zo. Bovendien zal de kiel ook altijd een stukje naar boven gaan bewegen, door de vorm van de voorkant van de kiel (dat is op mijn kiel ook goed te zien).
Bij oneindige stijfheid van alle onderdelen in alle richtingen gaat idd natuurlijk alles stuk. Een fiets of auto zou niet de bocht om kunnen, een vliegtuig niet de lucht in. Mijn bootje is straks lekker sterk en uiterst stijf, maar inderdaad natuurlijk niet oneindig stijf. Ik hoop alleen wel, maar denk dat ook, dat de grotere versnellingen, die inderdaad zeker zullen optreden, in geen verhouding staan tot de manier waarop de krachten nu over de romp verdeeld gaan worden. Want dat is natuurlijk het doel van de supersterke balkjes en de supersterke langsschotten.
@JotM: bedenk me net dat ik stiekum toch wel een beetje rekening heb gehouden moet jouw bedenkingen. Tussen de kiel en de romp komt namelijk wel een lat van sipomahonie, van 2,6 cm dik en 25 cm breed. Ik wilde die ook versterken met een stevige laag glas, maar had later soortgelijke bedenkingen. Bij een echt enorme knal zal de kiel (die overigens aan de achterkant flink breder is gemaakt om de mechanische spanning toch wat lager te laten uitkomen bij een aanvaring) die dikke lat (wellicht blijvend) vervormen, maar niet meer de boot.

Wat ik schreef was om op een illustratieve manier aan te duiden dat impuls geen tijdsdomein heeft. Juist omdat het een integraal over tijd is. (Voor de meer wiskundigen onder ons.)

JotM schreef :
yep, bij mijn bootje wel...

3Noreen schreef :
Bedoel je mv = Fdt? En dus de totale impuls de integraal over Fdt? (Fdt noemen we bij natuurkunde strikt genomen "stoot". Waarom is me nooit geheel duidelijk geworden, dus laat maar). Dat is namelijk precies wat JotM ook bedoelt, voor zover ik het begrijp. Hij bedoelt daarmee te zeggen dat bij gelijke impuls de kracht naar oneindig gaat als dt -> 0 .
Och, edit: dt gaat natuurlijk altijd naar nul, maar de integraal niet natuurlijk. Ik denk dat je dat bedoelt?
Als dt echter delta(t) wordt en dt dus niet naar 0, dan kan F beperkt blijven.
Zo meen ik het te moeten begrijpen.

Als je een tijdsdomein introduceert moet je ook een elasticiteit en rek tot permanente vervorming in je vergelijking opnemen anders praten jullie langs elkaar heen.

JotM schreef : Met die aanname ga je volledig de fout in (net als met de boot van een halve meter hoogte op het beton laten vallen). Denk daar nog eens goed over na.

Erikdejong schreef : LOL. Zal ik doen.
Kan jij ondertussen rustig nadenken waarom ik in reactie op jouw bijdrage "De energie uit een gronding die die bouten in dat bereik op kunnen nemen is nihil, dus als dat je overweging is.... " schreef.

Erikdejong schreef : Oh. En lees ook even de kleine lettertjes van 3Noreen.

JotM schreef : Daar hoef ik niet over na te denken....
Net als de kleine letters van 3noreen, die zijn ook volledig verwaarloosbaar als je er achter bent wat de daadwerkelijke belastingssituatie is.

3Noreen schreef : Je moet over een bepaald tijdinterval kunnen integreren. Ja, dat is wat JotM bedoelde, denk ik en dat snap ik ook wel. En dat is ook wat Joop66 schreef. Maar een constructie maken die geheel zonder enige flexibiliteit is bestaat niet (dat is zelfs bij een neutronenster niet zo, want in strijd met Heissenberg. Maar nu dwalen we wel heel erg af).
Affijn, ben wel een beetje om en dank iedereen weer enorm voor de bijdragen. De lat tussen de romp en de kiel zal voor wat extra flexibiliteit zorgen (en dus een zeker tijdinterval). Ik bedacht me dat ik de ruimte tussen de binnenkokertjes (direct om de kielbouten) en de grotere kokers in de bodem geheel wilde volgieten. Maar dat zou het tijdinterval in de plank weer erg klein maken. Ik ga dat stukje dus met stevig rubber vullen (moet toch iets hebben dat de onderkant van de kokertjes opvult om de epoxy niet aan de onderkant te laten wegdruipen).

Die tijdsinterval heb je hoe dan ook, daar hoef je je helemaal geen zorgen om te maken en die lat die draagt daar maar verwaarloosbaar aan mee. Doet ook geen kwaad overigens.

Denk ik ook en is ook wat Joop66 ook al zei. Ik moet die afdichting aan de onderkant toch hebben. Is ook wel leuk toch: ik heb straks een soort van lagesnelheidsbumper onder mijn boot. Ralph Nader en Jimmy Carter zouden trots op me zijn

Erikdejong schreef : Kun je dan misschien aangeven waardan in hemelsnaam op sloeg?

Opnemen is een verkeerde woordkeuze geweest, dat had doorgeven moeten zijn.

Als een kiel op een rots gezet word dan vaart de romp nog een eindje door en gaat de boeg een eindje onderwater. De boot ligt dus zeer zeker niet stil in een fractie van een mm. Op een boot van de maat die Steef Ton heeft gaat de romp zeker nog een centimetertje of 30-40 door voordat deze weer "terug veert naar waar die vandaan kwam". Je hebt op de kiel-romp verbinding dus een remweg van een centimeter of 30. Een wel of niet "meegevende" kiel constructie heeft wellicht een buiging van enkele milimeters, je hebt het dus maar over procenten verschil in belasting.

Aha. Er stroomt dus mechanische energie door de bout? Boeiend.

Wat JotM bedoelt is volgens mij dat die initiële tik wel instantaan (bij benadering) kan zijn en dan lopen de krachten inderdaad natuurlijk volkomen uit de hand, met zeker breuk, ergens tot gevolg. Ik denk dat dit instantane te veranderen in milliseconden gaat helpen. Ook als ik kijk naar de schade in precies die lat die er onder zat. Zie ook de foto. De kiel penetreerde eerst die lat. Hierna ging het vlak en vervolgens de achterste balk er aan.



De volgende keer is dus de bedoeling dat de initiële klap de kiellat wellicht laat vervormen en vervolgens de rest van de energie aan het water gaat afgeven door voorover te duiken.
edit: de flens die aan de kiel gelast is is nu wel breder, zodat de mechanische spanning op de lat tijdens de klap kleiner zal zijn. Dat maakt de kans dat die lat die initiële klap aan kan groter, denk ik

steef ton schreef : Dat gebeurt dus in de praktijk niet, want de boot (romp) gaat nog zoveel door na de eerste klap.

Erikdejong schreef : Wat de foto volgens mij laat zien is dat in praktijk de compressie boven de achterzijde van de kiel uit de hand loopt doordat de boot nog zoveel doorgaat na het raken van "de rots" (en de rots niet).

En dat gebeurt omdat de romp (+mast!) heel veel trager reageert (roteert) dan de kiel als de kiel (bijna) onderaan geraakt wordt.
En voordat de romp begint te roteren.

Die rotatie vindt namelijk niet spontaan plaats. Daarvoor is een rotatieversnelling nodig en het moment wat voor die rotatieversnelling moet zorgen moet worden geleverd door (met name) de voorste en de achterste wrangen waar de kiel aan hangt.
Hoe minder de rots meegeeft, hoe sneller de (in verhouding tot de romp zéér stijve) kiel gaat roteren, hoe harder de compressie boven de achterzijde van de kiel op- (en uit de hand) loopt.

Tegen de tijd dat een voldoende grote rotatiesnelheid ("voorover duiken") van de romp is bereikt is het leed geleden. (en het hout boven de achterzijde van de kiel op celniveau gesloopt a.k.a. "crushed")

Hmm, toch kan dit verhaal niet helemaal kloppen. Wel wat betreft de mechanica, maar niet wat betreft de mechanica van de boot als geheel. Ik stel me een geheel rigide boot voor, zeg van massief titanium.
Er zal dan een heel grote piekkracht optreden ter plekke van de initiële plek van impact. Vervolgens zal het voorwerp in zijn geheel gaan roteren.
Ik schrijf over deze geheel theoretische situatie, omdat die niet eens zo heel theoretisch is. De kiel is namelijk de helft van de massa van de gehele boot en ik heb juist gepoogd de balkjes en de schotten zoveel mogelijk de stijfheid van de kiel te laten benaderen (dat lukt natuurlijk niet, weet ik wel). Dat betekent dat die piekspanningen (zal ik ze maar noemen) verdeeld kunnen gaan worden over een (veel) groter oppervlak en dat zou dan weer betekenen dat de rots het de volgende keer in zoverre niet meer wint dat zij mijn bootje niet lek zal prikken ter plekke van de kielaanhechting. En dat is nu net mijn bedoeling.
Staat los van het feit dat ik de tussenlat wil gaan gebruiken om van microseconden milliseconden te maken. Mij lijkt dat dit zeker ook gaat helpen (zal de piekspanningen ter plekke met pakweg een factor 1000 verkleinen).

Sorry, moderatoren, maar ik krijg dit probleem niet uit m'n hoofd en om mijn vorige epistel nog te verlengen met bewerken, lijkt me ook niet fijn.
Het punt waar ik mee blijf zitten is dat de beweging die de boot gaat maken eenvoudig is (initiëel een cirkelbeweging), maar dat de krachten op de diverse punten van de boot erg complex zijn. Complexer dan JotM (en ik ook, moet ik zeggen) denken. Voor echt goede beschouwingen zou je met traagheidsmomenten moeten gaan werken, maar die opstellen voor zo'n complex voorwerp als een boot gaat niet. Zelfs voor een min of meer homogeen voorwerp als de kiel is het al erg lastig.
Punt is dat ik denk dat er punten zullen zijn die op trek belast gaan worden, op druk en op afschuiving. Aan de hand van de klap op de rots kun je wel een beetje zien waar wat gebeurt, maar als bepaalde punten nu veel stijver en sterker worden uitgevoerd kan het zijn dat die punten gaan verschuiven.
Wat mij wel duidelijk is dat de boot opeens een cirkelbeweging gaat maken en dat de middelpuntzoekende kracht voor de romp in de grootorde van een 20- tot 30-tal kN is. Dat is in vergelijking met wat de balkjes kunnen hebben (en de bouten) verwaarloosbaar weinig (die kunnen tenminste 250 kN hebben per aanhechting).
Hmm, empirisch gaat hem niet worden, theoretisch dus wellicht ook niet, ervaring aan de hand van de klap die ik heb meegemaakt geeft een indruk.
Ik weet wel dat ik een keer in het kanaal dat van Middelburg naar Veere loopt voor m'n neus een Loper snoeihard aan de grond heb zien lopen (hoop niet dat jij dat was Joop66). De achterkant kwam zowat een meter omhoog en de boeg dook zowat tot het dek in het water. Behalve flinke schrik bij de bemanning leek de boot in orde. En een Loper is een Frans Maas ontwerp, zoals een ieder weet...

Laat je niet gek maken. Het is juist veel eenvoudiger dan je denkt, niet complexer.
Wil je het beter begrijpen dan zou ik je aanraden om het boek "Principles of Yacht design" aan te schaffen. Daarin staat in enkele pagina's in begrijpelijke tekst uitgelegd wat er gebeurt met een kiel constructie als de boot aan de grond loopt. De super simpele theorie die niet veel meer inhoud dan een paar momenten stellingen blijkt in de praktijk perfect met de waarheid overeen te komen.

Mijn eigen boot heb ik al vele tientallen (misschien wel honderden) keren aan de grond gehad en heel regelmatig heel erg hard. De kiel steekt 3m diep (2.2m onder de romp van de boot). De kiel is echt niet zwaar gebouwd en gaat maar nauwelijks over de theoretische minimale sterkte heen zoals omschreven in "PoYd", nog nooit een deukje, scheurtje of vervorming in het staal waar kunnen nemen, niet vooraan, niet achteraan en ook niet verderop in de romp.

Erikdejong schreef : Het advies PoYD te lezen kan ik alleen maar ondersteunen.
Eerste zinnen van de betreffende paragraaf:

Wat probeer je hier te zeggen? Dat de “buigen of barsten” filosofie die Maas op de Loper toegepast heeft, deze boot gered heeft? Of juist dat het ondanks de ingebouwde flexibiliteit toch goed is gegaan??

Wat je ook bedoeld: het staat er te kort door de bocht en als een stelling...

Wel als je dat zo wil lezen. Volgens mij staat er juist dat zo'n loper na een harde knal verder kon, dit in tegenstelling tot mijn boot.