Onderwerp: je mast voorbereiden op breuk.

Yep! En dat vind ik erg belangrijk buiten mijn wacht!

Jedre schreef : Eindelijk een uitspraak waar ik wat mee kan.

voor de komende elfsteden laat ik 2 titanium platen aan me beide heupen bouten, breek ik een heup schaats ik gewoon door. wel nabij de plaat het bot vooraf ff invijlen.
gaat een rage worden!

Baasklusje schreef : Brekende stag als hoofdoorzaak van mastbreuk lijkt me logisch.
Dat van die klappen die een stag krijgt als ie wat losser staat is wat minder zeker. Die spanningswisselingen treden op als de boot overstag gaat bijvoorbeeld. Tenzij je met een open wedstrijdbootje van een meter of vier, vijf vaart, duurt zoiets meerdere seconden. Die dynamische belasting loopt dus wel los. Om een stag te laten breken door materiaalvermoeidheid, zijn echt tienduizenden (misschien wel meer) van dergelijke wisselingen nodig.
Wat betreft aan de wind zeilen bij 7 bft: dat doe je alleen als het absoluut noodzakelijk is, of als je in een wedstrijd zit. Met jachten van 20 m. of meer is het ook heel wat anders dan met eentje van 22 voet.
De gemiddelde toerzeiler hier denkt er net zo over als ik, vermoed ik zo maar..

--
stegman

Erikdejong schreef :
Kijk, daar ben ik het nou helemaal mee eens!!!

Mmm , ik slaap anders prima als ik weet dat er nog genoeg op mijn bankrekening staat.....
Ad

Ik ben dat pdf document van die studenten, die aan het tuigage van de compusail hebben gerekend, aan het doorlezen.
Wat mij opvalt is dat zij (conform een uitgangspunt van een boekwerk "principles of yachtdesign") de berekening van de krachtsverdeling van het tuigage en de mast doen zonder de voorspanning in rekening te brengen.

Is er iemand hier die kan aangeven waarom dat zo gebeurt? Het komt mij niet logisch over omdat:
In de berekeningen blijkt vervolgens dat de kracht in de stagen ten gevolge van de voorspanning veel groter is dan de berekende statische kracht (uitgaande van alleen de mast en de loefzijde van de verstaging) in de stag.
Met andere woorden: de mast zal volledig samenwerken als één systeem met de stagen aan loef én lijzijde. Immers: de stagen blijven altijd onder trek. De voorspankracht wordt niet overschreden door de (fictieve) drukkracht uit de wind.

Wellicht heeft iemand hier dat "Principles of yachtdesign" gelezen en kan ons eea verklaren?

Ik heb het niet gelezen. Als constructuer van beroep kan ik wel een gooi doen naar de 20% stagspanning. In de mechanica wordt als toelaatbare spanning 40% van de breekspanning genomen. Er van uitgaande dat spanningen toe en afnemen door statische belastingen en dynamische belastingen is er net zo veel ruimte naar boven als beneden. De kans op doorhangende stagen is net zo groot als boven de toelaatbare spanning te komen.

Neem nu in ogenschouw het moment dat je stah aan lij precies spanningsloos is. Op dat monent heeft je stag aan loef precies de maximaal toelaatbare spanning en je mast precies zo veel compressie. De heren mastbouwers zullen er wel voor zorgen dat je paaltje zich dan nog happy voelt.

Masten gaan naar mijn idee nooit in nominale condities overboord. Er gaat altijd een falen aan vooraf...

@boarderbas:
Dat is een antwoord, maar niet op mijn vraag.

Mijn vraag was waarom men niet de voorspanning meeneemt in het bepalen van de krachtsverdeling van het hele systeem.
Met het hele systeem bedoel ik de volledige voorgespannen constructie van verstaging aan loefzijde, mast én de verstaging aan lijzijde. Omdat de constructie tweezijdig is voorgespannen zou dus de verstaging aan de lijzijde een fictieve drukkracht opnemen (een lagere voorspankracht) gelijk aan de extra trekkkracht die de loefzijde verstaging krijgt.
Uit de berekening van de studenten blijkt dat de 20% voorspanning veel groter is dan de krachten uit de wind (en dus komt er nooit een stag los te zitten op hun boot). Met andere woorden de constructie blijft voorgespannen.
Vergelijk het met een voorgespannen tui-constructie, of om het helemaal mooi te maken een tensigrity:

Pieter2 schrijft het juist.

Ik heb gelezen dat die maximale 22% er mee te maken heeft dat vanaf ongeveer 50% van de breeksterkte er onomkeerbaare vervorming gaat optreden in de draad. Die 22% is gegeven om met een veiligheidsmarge van 100% te werken.

In het aangehaalde document van Selden moeten de verticalen van mijn 7/8 mast met strak aangehaalde achterstag opgespannen worden tot 22%. Als je daarna de achterstag los laat moet je controleren dat de spanning van de verticalen niet over de 25% gaat, Is dat wel zo dan moet je de hoofdwanten weer iets lossen. Die 25% zien ze als het uiterste om dan nog steeds een veilige marge te hebben.

(De 7/8 getuigde mast met gepijlde zalingen is volgens dat document de lastigste mast. De hoge spanningen zijn nodig om voldoende spanning op de voorstag te krijgen. De achterstag helpt niet mee om spanning op de voorstag te zetten. Als je de achterstag doorzet neemt de spanning zelfs iets af)

In het verhaal van Pieter2 kan de loefstag dus nog maximaal belast worden tot het dubbele, dan zou de lijstag loskomen op het punt van de maximale belasting aan loef, nog steeds zonder vervorming van het materiaal.

Prachtig, maar houdt theorie ook rekening met de beweging van de vaste punten?. Vervorming van de boot door de belasting op de stagen laat het mogelijk anders uitkomen. Testen van treksterktes worden uitgevoerd op een machine waar aan 1 kant de bevestiging echt verankert is en niet kan vervormen. Als je diezelfde gegevens op een boot wilt gebruiken moet je er wel van uitgaan dat de condities anders zijn.

Firebolt schreef :
als mijn verstaging straks genoeg staat (25% op topwant en hekstag) gaat inderdaad aan lij nooit iets loshangen bij 35 graden helling; de spanning is voelbaar minder, maar slack is er niet.
Of de loefwanten (en voor/hekstag) dan inderdaad maximaal (2*25%) belast zijn kan ik niet meten, maar als de rek aan lij tot 0mm is teruggelopen (voelbaar minder spanning, iets meer dan 'handvast') moet de rek aan loef wel ongeveer verdubbeld zijn, nietwaar, en dus dubbele spanning.

Ook een voorstag is dat wel aan te zien: de zwiepers die een al op 30% staande voorstag nog maakt aan de wind in golven (met veel wind dus) zijn imponerend... dat is zeker ruim meer dan 30% spanning.

om even terug te komen bij het begin, de rode kruis vlag drager gaat zijn mast NIET inzagen, na een nachtje slapen en mijn kromme vertaling van een aantal postjes op het forum is het licht bij hem aan gegaan. wat heel is moet heel blijven.

Slagbomen hebben een voor breuk gedeelte en dat werkt goed.je wil zo min mogelijk schade hebben als er wat tegen aan rijd.
Met een mast is dit not done.

ik heb hem ook gevraagd of hij echt serieus was , wat betreft dat in zagen.
zijn antwoord was: yes sir!!, dat hersenspinsel kwam uit de terugkeer van die mast loze boten, maar ik moet er bij zeggen dat hij geen constructeur is, eerder een it er die zijn toko verkocht heeft

Ik denk dat de zwitser bijna gelijk heeft. Wat hij eigenlijk bedoelde is terug naar de eeuwenoude VOC schepen met masten en stengen. Als een steng naar beneden kwam dan bleef de mast staan.
Een zaagsnede zou kunnen helpen, maar het zal wel enkele testen vragen hoe diep en met welke vorm de groef (rond of scherp bijvoorbeeld). Waar hij heen wil is een kogelscharnier net boven de zalingen. Dan kan buiging in de bovenste mast geen invloed hebben op de onderste mast. nu nog een gleuf- of sleeconstructie verzinnen die de zeilinvoer toch mogelijk maakt.
In mijn optiek is het nu bij ons soort bootjes zo dat buiging in het bovendeel van de mast (bijvoorbeeld door bezwijken van of rek in wanten) doorwerkt in buiging van de onderdeel van de mast. En daar dat onderdeel zwaar onder compressiespanning staat, zal deze uitknikken en bezwijken.
Kijk naar eens met een schuin oog naar de constructieleer bij bouwkranen en zo: zo een staalconstructie bestaat in beginsel uit stalen leggers die slechts op trek en druk belast worden en niet op buiging, de knooppunten werden gedacht scharnieren te zijn (dit komt uit te oude school, ik weet niet hoe de moderne computerberekeningen uitgevoerd worden).
Ik kan wel een aantal bezwijk oorzaken noemen die niks met het voorgaande te maken hebben:
- puntlast tpv giek door aanhalen giekneerhouder (deze trekt de giek naar de mast toe).
- klapgijp waardoor de giek tegen het want aan slaat (geeft een dreun tpv lummelbeslag).
- platslaan of kapseizen (water is 1000x dichter als lucht, ik maak me sterk dat er geen mastenmaker is die verplaatsing van tuigage door water in zijn berekeningen meeneemt). Waar blijft de zaling als deze door het water gesleurd wordt? Wie zegt dat die op zijn plaats blijft en niet zijdelings wegklapt.
- spinaker bomen of fokkeloeten geven puntlast op de mast.

Overigens: hebben jullie wel eens een mast op de kant gezien op zo'n mastenkarretje. Hoe deze onder zijn eigen gewicht doorbuigt? Met andere woorden, hoe weinig kracht er nodig is om deze te buigen? Als er dus een beetje buiging optreedt als de mast rechtop staat, zijn de spanningen in de mast nog steeds laag. De enige spanning die wel hoog is, is de verticale compressie. Deze compressie treedt op door de stagen en wanten. Als er geen stagen en wanten zijn, dan is er ook geen compressie. Kijk maar bij de ongestaagde masten. Dat kan gewoon. blijkbaar zijn de horizontale krachten te overzien dus relatief laag. Maar omdat de ongestaagde mast zelf in buiging de horizontale krachten moet opnemen, wordt ie wat dik. En zo een paal is weer ongunstig voor de aanstroming van de lucht. Tenzij je dat weer onderdeel van een vliegtuigvleugel laat zijn. Enfin, van het een komt het ander.

Alles bij elkaar: onze masten blijven rechtop doordat er stagen en wanten aan zitten. Maar die geven dus compressie. Dus gevaar op uitknikken. Als de aannames goed zijn, de berekening goed is, als de constructie goed is, als de slijtage en veroudering niet heftig zijn, dan blijft de mast staan, tenzij er iets gebeurd als het rijtje boven, want dan gaat de mast alsnog. Maar als de aannames niet goed zijn, of de bere........., dan gaat het ook fout.

Wie doet een voorstel voor een scharnierpunt?

Overigens: als er tijdens de ARC een paar ontmastte schepen zijn, is het wel interessant te weten wat er gebeurd is. Heel misschien hebben we er wat aan. Het gekke is wel dat er als er een vliegtuig strand, een heel circus met onderzoekscommissies en zo aan de gang gaat, bij scheepsongelukken met ons soort bootjes hoor je daar maar weinig over. Toen ik 12 jaar geleden de discussie voerde over de details van mijn tuigage met de mastenbouwers, had ik sterk het gevoel dat elke fabrikant, niet gehinderd door enige kennis over hoe hun masten in de praktijk functioneerden of juist niet functioneerden, stellig hun computerberekeningen presenteerden als zijnde de toegang tot het walhalla, terwijl de discussie juist ging over het feit waarom meer dan ooit ketch getuigde schepen averij aan bezaanmasten hadden. uiteindelijk bleek het te gaan over de aannames die je doet voordat je het eerste cijfertje in de computerprogramma's invoert. Hmmm.

pieter2 schreef :
De Composail berekening begint met het effect van de uitwendige krachten op het schip, en de krachten die dat oproept in de verschillende onderdelen van tuigage en de mast. Daarna pas wordt de voorspanning in rekening gebracht, dit zijn inwendige krachten, die onafhankelijk zijn van de uitwendige krachten.
In 'Principles of yacht design' is hoofdstuk 11 gewijd aan 'rig construction'. Ze volgen daar simpelweg de 'standard engineering practices as they are used in the Nordic boat standard'.
Zie o.a. www.sigling.is/lisalib/getfile.aspx?itemid=2469
Als je op die standard Googled, vind je voldoende info. Het deel dat betrekking heeft op rig design, vind je hier :
www.academia.edu/1131263/RIG_C...ONS_OF_THE_SAILBOATS

edit : De TU Berlijn heeft een research zeiljacht, waar met krachtopnemers de statische en dynamische krachten onder echte omstandgheden worden gemeten. De afwijking tussen praktische en theoretische waarden ligt binnen 10 %.
Zie www.fh-kiel.de/fileadmin/Data/...rabe_HP-Yacht_02.pdf

Ronaldl schreef : Ik wou net voorstellen de bovenste helft van de mast op dezelfde manier op de bovenkant van de onderste helft te zetten als de onderste helft van de mast op het dek staat.
Blijft zeker staan.
Ben er nog niet uit hoe ik die dan zonder kraan zelf kan strijken.

CeesS schreef :
Hi Ceess,

Hartelijk dank voor de links. Leuk om te lezen!
De maximale uitwendige kracht op de mast wordt inderdaad steeds bekeken vanuit de maximale weerstand van het schip om 'overeind te blijven'. Dat is logisch, meer vat krijgt de wind niet op de boot tenslotte.
Het is overigens wel een erg statische benadering. De werkelijkheid zal behoorlijk grotere krachten laten zien.

De voorspanning van de verstaging kan je benaderen als een inwendige kracht, maar het beïnvloed wel de krachtwerking (zolang de voorspankracht niet wordt overschreden door de krachten tgv de wind).
Echter zowel de Noren als DNV als de Duitsers gaan uit van een lagere voorspanning dan de kracht in de verstaging die door de wind wordt veroorzaakt. Met andere woorden: Ze gaan allemaal uit van losse stagen aan de lijzijde.
"Pretensions in the standing rigging are neglected assuming the shrouds on the leeward side fall slack"
Ook de EEM berekening van de Duitsers gaat uit van voorspankrachten in de stagen die veel kleiner zijn dan de door de windbelasting optredende krachten. In dat geval is de berekening inderdaad ook half-symmetrisch te doen.
Dat is een wel wat simpele manier van berekenen. Wellicht voor een bezwijkfase van de verstaging goed, maar het zal weinig zinvolle informatie geven over het bezwijkmodel van de mast.
Ik was meer op zoek naar een volledige berekening van het hele systeem.

Het lijkt er een beetje op dat men vanuit deze eenvoudige berekeningen de gewoonte heeft ontwikkeld om de verstaging zodanig aan te spannen dat hij bij 30 graden aan de lijzijde los zit.
Dan lijkt mij de 25% regel van Selden mij wel zinvoller. Je moet echter wel weer oppassen voor het feit dat de bevestigingen aan de boot volgens DNV slechts berekend worden op de maximale kracht uit het oprichtend moment van de boot (+ een marge van 25%). Dus als je denk slim te zijn en wat zware stagen koopt en die op 25% voorspant, dan kan dat soms wel eens problemen gaan geven aan de bevestigingen.
In het Duitse verhaal staan overigens ook nog wat verwijzingen naar andere onderzoeken met meer dynamische belastinggevallen.

Van de voor spanningen op de verstaging waar jullie over praten draait mijn maag een beetje van om.
De maximale voorspanning bij mijn boot is 10% of minder, gepijlde zalingen, de onder wanten staan 10 cm achter de top wanten op de rand van de boot.
Bijna geen prebend, baby stag wanneer nodig, de wanten aan lij staan nooit slap,die gaan slap staan als de mast buigt, afstand masttop/dek word korter.
De mast buigt in deze configuratie door windvlagen bijna niet verder door.
Denk dat het met de krachten op boot,mast en verstaging in harde vlagen wel meevalt, de buiging van de mast werkt als schokbreker.
Dus zorg dat je mast niet meer dan een beetje kan buigen dan kan de voorspanning van de verstaging omlaag.
Doe ook geen gekke dingen zoals een genua 1 bij 5 beaufort gebruiken met een gereefd grootzeil.
Dat helpt echt niet een genua 1 is dan veel te bol van huis uit en van de te grote doorhang van de voorstag word het zeil nog boller = weerstand en het krachten spelletje op mast en verstaging word extreem,doordat de kracht op de voorstag de mast naar beneden duwt .
Dit is mijn ervaring na 20 jaar experimenteren nu is de mast en verstaging oké,

Seldén raadt in hun boekje Hints and Advice on rigging and tuning of your Seldén mast aan om de verstaging op 15-20% van de breeksterkte te zetten (max 25%):

De verschillen in zijn groot in de stag spanningen tussen boten met genua 1 waarmee door gevaren word tot 5 beaufort de j24 en de j22 alleen met een fok.
Let op de j24 en de zeilen zijn er speciaal voor ontworpen!

Met dyform verstaging [minder rek] kan de voorspanning wat omlaag.

www.northsails.com/Portals/106...-j22-tuningguide.pdf
www.northsails.com/Portals/106...iego-tuningguide.pdf
www.loosnaples.com/how-to-use-...eries-tension-gauges

Proost schreef : Even hierop aanhakend: er wordt hier met grote stelligheid en algemeenheid geschreven over stagspanningen van tenminste 25% van de breeksterkte in rust. Maar kan dat zo maar bij alle boten?
Vroeger las en hoorde ik nog wel eens wat over polyester boten die krom werden getrokken als een banaan, omdat de verstaging nogal stevig was aangespannen. Komt dat nooit meer voor? Rompstijfheden kunnen nogal verschillen, ook tussen boten met een vergelijkbare romplengte. De romp van een J-22 lijkt me tussen voor- en achterstag een stuk minder stijf dan de gemiddelde comfortcontainer van die maat met hoge boeiboorden. Ik denk ook aan mijn oude Victoire 22, waarvan de wantputtings van hoofd- en onderwant slechts in het dek waren verankerd. Met een belachelijk klein plaatje onder moeren van de wantputting. Op zeker moment begon het dek ter plaatse van één van de wantputtings ook wel degelijk omhoog te komen. Daar komt dus mijn voorzichtigheid met betrekking tot die stagspanning vandaan.

Ik bedoel: iedere talking head in deze discussie weet kennelijk precies waar hij of zij mee bezig is, maar soms bekruipt mij toch een zeker 'do'nt try this at home'-gevoel.
Iedereen kan hier meelezen, tenslotte. Niet alleen de snelle jongens.

--
stegman

Tenmínste 25% in rust, schrijf je?
Dat is hier nog nooit gezegd. En het staat ook niet in de Selden tuning guide, bij mijn weten. Máx 25%, dat wel, maar dan wel in gecontroleerde omstandigheden.

En Victoire is nu niet direct een goed voorbeeld van deugdelijke puttingen en stagen.... daarvan heb ik er flink wat gezien waarbij het mis ging. Zo had de 933 van mijn buurboot ineens een hele losse voor- en hekstag, en helde de mooie RVS kap die op de boeg zit wat achterover. Bleek alleen met schroefjes in het polyster vast te zitten, de bedoelde bouten door de steven waren even vergeten.
In de Grashaven in Hoorn lag flink wat jaren geleden een grote Victoire (34 denk ik) waar het hele zeilwerk uit was gebroken: het want aan loef had de hele bevestiging aan de romp door het dek eruit getrokken.
Dus bij een Victoire zou ik idd niet tot 25% gaan

Kromgetrokken bootjes door de krachten van mast en stagen zijn van alle tijden. Je herinnert je vast nog wel ergens een kromme 16m2, met katterug, waar bij de wantputtingen de hele romp en dek centimeters hoger waren dan de rest: negatieve zeeg.... dus aan het plestik ligt het niet...

En dan hebben we het nog niet gehad over uitzetten krimpen door temperatuur
De Pooh wordt in de tropen toch echt wat breder en langer en de verstaging wat ook langer in de tropen.
Dan nu hier thuis in lemmer waar de verstaging weer heerlijk strak staat. Maar nu is Pooh wel kleiner en korter.