Onderwerp: Constructie-beoordeling obv Scantling Number

FMJ schrijft:
Dat is nu juist het probleem, een cruiser gaat wellicht in en surf en boort dan lekker de volgende golf in. Dat geeft een optater in je achterstag die zijn gelijke niet kent met aan de wind varen. Alleen is het maar een heel kort moment. En jij weet ook dat als het evenjes fout gaat door een niet oplettende stuurman dat dan het gevolg met bijbhorende belastingen enorm zijn.

Dat hebben we net nog gezien tijdens de Barcelona World Race bij de President!
Bootje pakt surf op, bootje boort zich in volgende golf, bootje breekt mast in stukjes....

Greoten,
Johnnie

de Scantling Number spreadsheet is inmiddels ook beschikbaar voor schepen met een sandwich (geheel of deels) romp.

aanpassingen zijn minimaal tov volglas:
- huiddiktes aangepast voor minder polyester/glas, meer core
- 2 stringers (op dekhoogte) minder nodig

alle andere eisen en berekeningen zijn hetzelfde.

De volgende wordt hout, en daarna misschien staal....

groet
t

mooi, dan wacht ik wel even met de sheet aanvragen als het hout er in staat

Philip schrijft:
Had je die zelf nog niet gemaakt dan

Erikdejong schrijft:
Eens, alleen is het de vraag of het erg is als je romp op zo'n moment even wat elastisch vervormt. Persoonlijk denk ik van niet omdat dat de schokbelasting alleen maar absorbeert.

FMJ schrijft:
Nee, erg is het helemaal niet, ik zou zoiets zelf alleen nooit willen doen op een boot zonder achterstag en/of bakstagen, de spanningen op je wantputtingen en wanten zelf lopen dan zo hoog op dat het buigen of barsten is.

Op de universiteit van Kiel hebben ze een Dehler ernstig verbouwd en volgehangen met meetapparatuur om de belasting op de verstaging etc te meten. Resultaten in een Duitse paper (met dank aan Beauty). Best interessant leesvoer.

Inderdaad een erg interessant stuk. Ga ik later eens echt goed voor zitten.

Als ik zo naar de test resultaten kijk dan zie ik op het eerste gezicht dat de bakstagen vrijwel half de kracht dragen van de onderwanten en dat de voorstagspaning ruwweg 1.5 keer groter is als de onderwantspanning.
Bij het gegeven tuigplan is de bakstag hetzelfde als de achterstag op een topgetuigde boot, en is de werkelijke achterstag niet meer dan een trimstag om de mastbuiging te regelen.

Tevens is te zien dat grofweg 22.5 kN recht omhoog trekt bij de want puttingen en dat 7.5 kN digonaal naar binnen trekt, dat is grofweg 1/3. Van die 7,5 kN is ruwweg 20% horizontaal richting de mast en die andere 80% trekt recht omhoog. Ofwel we hebben 28.5kN recht omhoog en slechts 1.5 kN compressie in dek. ofwel 5.2% van de totale wantspanning geeft compressie in dek, in dit geval gelijk aan 150 kg

Aanvulling: Je kunt zien dat de mastcompressie 5.6 ton bij een wind van 10m/s (19.4 knopen) bedraagt. En dat bij een 9.99 meter boot. Zullen we zeggen dat die 4 ton weegt? -> ofwel de mast compressie is ongeveer 40% meer dan het gewicht van de boot bij deze 10m/s wind sterkte.

Gr
Erik

Erikdejong schrijft:Alleen voor polyester met en zonder sandwich voor opdrachten voor de TU, ik ging er van uit dat het met mijn eigen bootje wel goed zou zitten Maar onder het nom van vergelijken toch maar eens doen

Ik zou natuurlijk ook m'n sheet kunnen aanpassen maar ik kom zelf niet meer helemaal wijs uit mijn sheet plus dat ik het boek niet zelf heb. Als Capo het toch doet, scheelt het mij weer een fietstochtje naar de universiteits bieb Iets met lui enzo.

Erikdejong schrijft:

Het gaat om je bewering dat het dek in lengterichting op druk en in de breedte op trek wordt belast. De hoofdwanten trekken omhoog als de zalingen samen even lang zijn als de beam. Als je de hoek van het want met het horizontale vlak op a stelt is de dwarsscheepse kracht (cos a) x wantspanning. Bij het onderwant is dit duidelijk dus groter dan het hoofdwant. Toegegeven deze krachten zijn niet enorm, maar nog steeds iets anders dan trekbelasting.

Ik heb het over modern getuigde schepen, waarbij de zalingen in min of meerdere mate in V-vorm naar achteren staan. "Gepijld" zoals FMJ het noemt. Hij lijkt de enige te zijn die de werking van de krachten bij moderne schepen begrijpt. De langsscheepse belasting wordt daarbij voor een groot deel door de wanten opgevangen en overgebracht op het vlak van de romp. Bij de Hunter is dit extreem en heeft men het achterstag maar helemaal weggelaten. Leg dat dan maar eens uit. Ik ben het niet eens met deze constructie en zou me niet op m'n gemak voelen om te varen zonder achterstag , maar dat is een andere zaak.

In ieder geval is hier dus geen sprake van compressie van het dek in lengterichting door voor en achterstag.

Het buigpunt ligt dus ergens tussen de wanten en het voorstag en de krachten worden grotendeels door de romp opgenomen. Onder het zeilen zal het wat naar achteren verschuiven als er kracht op de grootschoot komt.

Mijn punt is dat je onmogelijk algemene beweringen kunt doen over krachtenverdeling zonder nauwkeurig alle faktoren die van invloed zijn, inklusief tuigage, daarbij te betrekken.
De "gemiddelde boot" bestaat niet.

Betreffende stijfheid, ik wil er alleen op wijzen dat in zeilerskringen hier de weerstand tegen hellen mee wordt bedoeld en als je het over stijfheid van konstruktie hebt, het zinvol is dat te vermelden om misverstanden te voorkomen.

baraka

Capolavoro schrijft:Ja, ik ben er weer (even), ongetwijfeld tot jouw groot genoegen.

Ik respekteer je inspanningen, maar zolang belangrijke parameters zoals laminaatdikte moeten worden geschat, plaatsing en maten van stringers en wrangen bij verschillende boten afhankelijk zijn van eigen interpretatie en/of moeten worden afgeleid uit het grid en ingelamineerde banken en kasten en bovendien dek en tuigage buiten beschouwing worden gelaten, heb ik grote twijfel over de waarde, zowel op zichzelf staand per boot, of als vergelijkingsmiddel. Zo, dat was een hele zin.

Maar, het houdt je van de straat, zal ik maar zeggen.

baraka

Wauw.... baraka.....

Ik ben diep onder de indruk.....
Je hebt werkelijk die 0.01% van de boten gevonden die niet aan mijn stelling voldoen.... (echt ga maar tellen in de havens, 0.01% van de boten heeft geen achterstag/bakstagen)

Gefeliciteerd!

Oh en trouwens:
Ook die Hunters worden op druk belast in de lengte richting van het dek. En nog wel meer ook ivm een beduidend hogere mast compressie door het ontbreken van diezelfde achterstag.
En door die compressie wil de huid naar buiten drukken, behalve dan op het stukje waar de puttingen zitten, die strook van een halve meter is op druk belast in plaats van trek.....

En het meet en reken werk van capolavoro zegt heel wat meer dan zomaar roepen dat alles onzin is zonder er een goede legitieme reden bij te geven

Erikdejong schrijft:
Nou, geen reden voor jou om zo jolig te doen. Ik ben niet erg onder de indruk van wat jij zegt en ik kan je helaas niet feliciteren.

Je moet alleen de zaken niet verdraaien.
Het percentage boten zonder achterstag is natuurlijk zeer gering. Ik geef de Hunter slechts aan als extreem voorbeeld.

Het aantal boten met "gepijlde" zalingen is wel groot, zowel bij meer performance georienteerde ontwerpen als bij cruisers. Daarbij brengen de naar achteren geplaatste shrouds de krachten over in het vlak van de topsides van de romp, dus niet of nauwelijks compressie van het dek langsscheeps door het achterstag. Dus hier gaat je stelling niet op.
Hetzelfde geldt voor running back stays.

Je beaamt dat nota bene zelf a.d.h. van het testboot verhaal hierboven van de TU Kiel (doet me ergens aan denken). Dat is precies het soort tuig waar ik op doel. Bij een fractional rig is de belasting op het achterstag relatief laag en is in de eerste plaats om de mastbuiging te bepalen voor grootzeiltrim. Zoals je kunt zien in de testdata van de TU Kiel is aan de wind zeilend de grootschoot spanning meer dan 3 maal zo groot dan de achterstagspanning.

Je bewering dat Hunters meer langsscheepse compressie van het dek hebben als gevolg van hoge mastcompressie klopt ook geen haar van. De krachten worden veel dichter bij de mast op de romp overgebracht en het grootste deel van het dek wordt daardoor niet belast. Er komt wel grote belasting op de traveller bij aangehaalde grootschoot. De traveler zit hoog op een beugel op het achterschip en kan het dek nooit in lengterichting belasten, integendeel.

Ik roep niet dat Capo's meet en rekenwerk onzin is, ik zeg zelfs dat ik zijn inspanning respekteer. Maar jij weet (hopelijk) net zo goed als ik dat vergelijkingen met te veel onbekenden niet opgelost kunnen worden. Als je voor een aantal onbekenden aannames of schattingen maakt, zoals voor laminaatdiktes, dan zegt het eindresultaat niets meer. Is dat een legitieme reden zoals jij het noemt of moet ik het nog duidelijker uitleggen?

baraka

Baraka, laten we het anders bekijken...

Als je een lange koker op buiging belast, zit er dan compressie in de ene zijde, en trek op de tegenovergestelde zijde?

Nu even terug naar de boot... Is dit niet in principe een hele grote koker met een hele vreemde vorm(voor een koker dan)?

En natuurlijk zal je ter plaatse van de puttingen lokaal nog de krachten van de verstaging weg moeten werken, maar dit heeft slechts invloed op een klein gedeelte van de 'koker' en niet over de hele lengte, toch?

het is allemaal een kwestie van versimpelen. Versimpel je boot tot een balkmodel en je kan heel duidelijk zien wat er gebeurt!

Groeten,
Johnnie

trotti schrijft:
Precies. Het is zelfs nog wat simpeler, een boot zonder dek is zo ongeveer hetzelfde als een halve bal of ei.
Als je die gaat buigen wordt hij zeker breder (evenveel als langer) haaks op de buigrichting. Trekbelasting op het dek dus.

Bovendien trekken als het goed is de wanten niet aan het dek (omhoog) maar aan de topsides of lager. In het dek zitten alleen 'doorvoeren' die niet in staat horen te zijn de krachten op te vangen.

@baraka:
als je alle 'achterstagen' optelt (back, runner en check) dan zie je aan de wind 4660 N, dus 2 maal zoveel als op de grootschoot. Alleen de achterstag meetellen is bij dit fractioneel tuig niet ok. De spanning in de hekstag is overigens extreem laag, 520N, dat kan je nog op de hand vasthouden.... niets vergeleken met de 30000N in mijn hekstagje.

Verder wordt in het duitse artikel alleen gemeten aan de tuigage. Dat levert dat een kleine compressiekracht in het dek op, lijkt het, door de ontbinding van de kracht in de wanten. De rest wordt gewoon niet gemeten (dus ook de trek in het dek door het 'uitbuigen' van de romp niet. Dan kan je niet concluderen dat er geen trekbelasting is.......

groet
t

trotti schrijft:
Prima, die versimpeling.

De diskussie gaat erom of je in z'n algemeenheid kunt zeggen dat zeilschepen op het dek in dwarsrichting op trek en in lengterichting op druk worden belast door de spanning op voor- en achterstag.

Zet nu een mast op die holle balk en ondersteun die zoals bij moderne bootontwerpen gebeurt dicht in de buurt van de mast, op de zijkanten van de balk, maar t.o.v de mast naar achteren gericht. De krachten die in lengte en breedte op de balk werken zijn dan nagenoeg hetzelfde.
Het "dode stuk" van de balk voorbij de aangrijpingspunten van de wanten is niet belast en de balk buigt niet.

Anders ligt het zoals bij het simpele torentuig, wanneer het achterstag (met voorstag)voor de primaire mastondersteuning in lengterichting zorgt en het aangrijpingspunt aan het einde van de balk is. Maar die situatie is niet representatief voor alle zeilboten.

Groet, baraka

ik geloof niet dat ik je helemaal snap...

jij zegt dus dat je, door de stagen mee te nemen, de belasting in het voor en achterschip wegneemt?
Dat lijkt me toch niet, want dan kan je geen krachten op de uiteinden van de balk hebben (voorstag en achterstag)....

Bedoel je dit, of zie ik het toch verkeer?

Groeten,
Johnnie

baraka schrijft:
Maar zo werkt het volgens mij niet.
De mast steunt niet op de zijkant van de balk (de topsides) maar rechtstreeks op de kiel en wrangen, dus, in de balk-analogie, de bodem van de balk.
In ieder geval is dat zo bij een doorgestoken mast (die zit helemaal niet vast op dekhoogte, schuift er gewoon doorheen!) en ook niet bij een onderdeks ondersteunde mast, want daar brengt een paal oid de kracht over op het vlak/de wiel en wrangen.

Gezien de kracht onder de mastvoet, 56,020N ofwel ruim meer dan het bootgewicht in het duitse voorbeeld, is dat ook logisch. Het dek kan zo'n kracht nooit opvangen en overbrengen op de topsides, tenzij het dek ook 'wrangen' van 200 a 300mm hoogte zou hebben. (uitzonderingen daargelaten)

En dan blijft over:
- de mast drukt (evt via paal) heel hard (bootgewicht) op de bodem
- voor en achter worden omhoog getrokken door voor- en achterstag (bakstagen)
- lijwant doet niets aan de wind
- loefwant trekt ietsje schuin omhoog en dus een component ietsje naar binnen
- boot wil in de lengte kromtrekken
- en dus uitbuigen bij de zijden
- en het dek houdt de boel door trekopvang bij elkaar.

Hoe staat bij jouw Bavaria de mast ondersteund? Heb je daar een foto van?

groet
t

Misschien moeten we ook nog onderscheid gaan maken in globale en lokale krachten en spanningen...

Groeten,
Johnnie

trotti schrijft:
Dat onderscheid had ik al proberen te maken. Mijn hele verhaal is globaal gezien. En ik heb ook direct aangegeven dat Baraka gelijk heeft met een lokaal krachtje bij de puttingen die wat compressie zijwaarts geeft. Verder is er alleen maar sprake van trek in het dek. Aangezien dit voor meer dan 99% van alle zeiljachten geld kunnen we dus zeggen dat dit in zijn algemeenheid geld. En dat is ongeacht de tuigvorm. Met uitzondering van de ongestaagde masten natuurlijk.

Indien je een tuig met gepijlde zalingen hebt en de achterstag dan wel bakstag wilt ontlasten (om welke rare reden je dat ook zou willen) dan word de compressie van de mast net zoveel meer als dat de afstand van het aangrijpingspunt afneemt. Het buigend moment dat de veroorzaakt word door de mast compressie blijft gelijk. Of je nu met je gepijlde zalingen de voorwaartse kracht wilt opnemen of dat je dat nu met een bakstag wilt doen maakt geen verschil.

baraka schrijft:Deze stagen trekken nog steeds achter de mast omhoog, ongeacht waar ze aan de romp bevestigd zitten. Zitten ze dichterbij de mast (langsscheeps gezien, moeten ze ook veel harder trekken (lineair). Het buigende moment dat zich in de "rompbalk" bevind word veroorzaakt door de mast compressie, gewicht van de kiel en de trekkracht in de voor en achtersrag. Bij een fractionele tuigage zoals in het TU voorbeeld, neem je uiteraard de lopende bakstag als achterstag. Indien je een fractionlee boot zonder bakstagen hebt, dan zul je zien dat je achterstag spanning significant meer word.
Kun je aangeven wat ik hier beaam? Mijn samenvatting van het stukje is een letterlijke kopie van mijn post van voordat dit stukje in de groep werd gegooit. Ieder punt waarop ik aangaf dat jij een redenatie fout maakte word bewezen in het stukje van de TU met werkelijke feiten.
Een moment is een kracht maal een arm, is een lineaire vergelijking. Als je aangrijpingspuntafstand gehalveerd word, word je kracht verdubbeld. Ofwel het buigend moment op de romp blijft gelijk. In geval van een boot zonder achterstag is deze veel meer geconcentreerd en is dan achter de puttingen veel minder dan bij een boot met achterstag. Maar nu moet ik je er toch op gaan wijzen dat jij degene bent die zichzelf tegenspreekt. Jij zei namelijk dat dergelijke boten de mast op de grootschoot achterover trekken. Laat die bij een hunter nu toch eens dicht bij de spiegel zitten....

Erikdejong schrijft:

Eerder zeg je:
Tevens is te zien dat grofweg 22.5 kN recht omhoog trekt bij de want puttingen en dat 7.5 kN digonaal naar binnen trekt, dat is grofweg 1/3. Van die 7,5 kN is ruwweg 20% horizontaal richting de mast en die andere 80% trekt recht omhoog. Ofwel we hebben 28.5kN recht omhoog en slechts 1.5 kN compressie in dek. ofwel 5.2% van de totale wantspanning geeft compressie in dek, in dit geval gelijk aan 150 kg

Dus de plaats waar aan de puttingen omhoog getrokken wordt is diagonaal t.o.v. de mast, m.a.w. de "arm" van het buigend moment loopt niet in lengterichting. Dat betekent dus dat de kracht buiging in zowel de lengte- als de breedte-richting veroorzaakt. Als de afstand van de puttingen naar de as van de boot groter is dan de offset naar achteren, wat waarschijnlijk is, is de buiging in breedte dus zelfs groter dan in de lengte. De "buiging" in de breedte geeft compressie van het dek in breedterichting, los van de horizontale krachtkomponent van hierboven.

Nu kun je zeggen dat die kompressie maar plaatselijk is, maar de krachten worden natuurlijk door het (stijve) dek in horizontale richting over een grotere afstand verdeeld.

In dock is dus de buiging in lengterichting gecompenseerd. Bij een boot met torentuig is dat natuurlijk anders.

Nu zeilend. De Dyna is een high performance boot dus de krachten zijn veel groter dan bij een cruiser met fractioneel rig. Als je nu hoog aan de wind zeilend de krachten van achterstag en grootschoot worden opgeteld, komen we aan 2300N

Om het buigend moment te bepalen kun je de spanning van het running backstay hier niet zomaar bij optellen, omdat de runner ergens halverwege de mast aangrijpt. Dat brengt de vertikale component op sin 45 * 3200 = 2200N. Samen met de 2300N dus een totaal van ong. 4500N. Dit is dus ong. 1/3 van de voorstagspanning.

Hoog aan de wind zeilend is er bij de Dyna dus inderdaad ook sprake van een buigspanning op het achterdeel van het schip, maar voor dit ontwerp is die 450kg maar gering en gezien de "dikte" van de balk die we buigen zal dit in zeer geringe druk en trekkrachten boven en onder resulteren.

Bij een cruisingjacht zal dat nog veel minder zijn, maar we willen graag feiten, dus ik ga dat hoog aan de wind varend met mijn stagspannings tool meten.

Mijn punt is de "gemiddelde" boot niet bestaat en de krachtenwerking met name bij verschillende tuigages zo verschillend is, dat je geen algemene uitspraken daarover kunt doen.


baraka

Capolavoro schrijft:
Nee, natuurlijk niet bovenop holle balk, vanbinnen natuurlijk ondersteund of doorgestoken.

Betreffende het voorstag, hier kun je de analogie met balk niet doorvoeren. In het horizontale vlak is de vorm van het voorschip een "A-frame", waarbij de krachten op ideale wijze op de topsides worden overgebracht.

Zie ook mijn andere posting. Het uitbuigen van de zijden, daar zijn de krachten te gering voor en de topsides te stijf.
De mast bij mijn Bav40 is met een paal van ong 200x150 die in een schot is verwerkt ondersteund.

groet, baraka

baraka schrijft:En hier haal je dus mijn woorden door elkaar, het eerste stukje gaat over een achterstagloze Hunter en het tweede stukje gaat over de Dyna. Wel een beetje bij blijven.
Hier maak je een verkeerde veronderstelling, een dek maakt een boot stijf, maar is het zelf helemaal niet, bij de meeste boten zie je het zelfs veren als je er overheen loopt
Dit moet zelfs als je berekend volgens clasificatie voorschriften. En als je goed op het plaatje van de Dyna kijkt zie je dat deze niet halverwege aangrijpt, maar bijna bovenaan en recht tegenover de voorstag. Dit tuig kun je 1:1 vergelijken met een toren tuig en daarbij zelfs de achterstag volledig negeren. En zelfs als de bakstag halverwege zou aangrijpen, dan nog, de spanning in die stag zoals in de tabel staat word uitgevoerd op de romp, ongeacht wat er daar boven gebeurt moet het beneden opgevangen worden.Vanwege de bakstag valt deze waarde dus een stuk hoger uit, maar ik heb ook nooit beweert dat het een grote kracht is. Ik heb beweert dat het dek dwarsscheeps op trek belast word en niets van wat jij zegt heeft dat tot nog toe weerlegd (behalve dan bij de wantputtingen een beetje)
Dat zou ik niet te hard roepen, een cruising jacht word helemaal volgedouwd met allemaal zware zaken. Een richtend moment word veroorzaakt door het bootgewicht vermenigvuldigd met de richtende arm. Aangezien de richtende arm in de eerste 30 graden helling voornamelijk door de rompvorm bepaald word (lees: breedte op de waterlijn) en een cruising jacht dus een beduidend hoger gewicht heeft, kan het richtend moment dus veel hoger uitvallen dan die van een racer. Waterballast en kantelkielen even daar gelaten. Het richtende moment wordt 1:1 overgenomen door het tuig omdat het de richtende kracht moet overwinnen om helling te genereren. Het opmenten van spanning op de verstaging kan wel interesant zijn, maar voor deze discussie doet het er helemaal niet toe. Mijn stelling was dat het dek dwarsscheepsgezien op trek belast word. Hoeveel spanning is hier nooit tersprake geweest. De getallen die ik opgegeven heb in het eerste bericht na het Dyna artikel waren slechts ter bevestiging van mijn stelling opgschreven.
Gemiddeld bestaat wel degelijk, vrijwel alle moderne productie boten lijken op elkaar tegenwoordig en bijna alle deze tuigages komen ook op hetzelfde neer. Punt blijft dat IEDERE boot die zeilt met een Sagging moment word belast. GEEN ENKELE UITZONDERING (behalve de ongestaagde masten dan) het kan een groot moment zijn, een klein mini momentje. Maar het resultaat is ALTIJD hetzelfde en dat is de belasting in dek zoals ik omschrijf.

Blijkbaar ben je erg moeilijk te overtuigen. Ik zou dus zeggen: maak een modelletje van bord karton, ongeveer een halve meter lang, geef deze de vorm van een enkel knikspant zoals een valk bijvoorbeeld. Laat het dek weg, knutsel er een mastje op en ga eens aan de verstaging zitten trekken. Je zult zien dat de zijkanten hoe dan ook naar buiten willen weg knikken. Ongeacht of je de zalingen pijlt of niet, ongeacht of je een fractioneel mastje maakt of niet. voor het mooie moet je er dan ook nog wat gewichtjes in leggen waar je normaal je tanks en accu's en motor hebt staan.
Voer dit uit en bekritiseer me dan nog eens met echte argumenten en bevindingen.