Onderwerp: Buigen/omzetten of lassen voorstagputting

Lang verhaal vanwege wat achtergrond, mijn vraag staat helemaal onderaan...

Voor het nieuwe tuig van Aurora dient er een voorstagputting gemaakt en gemonteerd te worden.

Voorstag wordt 7 mm Dyform (dat heeft een treksterkte van 4900 kgf).

"Principles of Yacht Design" vindt dat een wantputting voor een 7 mm stag (1x19 - 4200 kgf) en veiligheidsfactor van 1.5 er als volgt uit zou moeten zien:



Een putting van minimaal 38x12 mm dus.

Bénéteau denkt daar lichtzinniger over. Hieronder de af-fabriek voorstagputting van een First 310 (ik heb exact hetzelfde boegbeslag maar dan zonder strip - mijn voorstag is nu lager op de boeg, in de ankerbak, gemonteerd).

en

Deze strip is 30x6 mm (opgemeten), gemonteerd met 4 stuks M12 schroeven. Het bovenste gedeelte bij de toggle lijkt zelfs dunner te worden.

Die Beneteau uitvoering vind ik eng licht (gevoelsmatig - geen idee of de masten er bij bosjes afvallen); die uit POYD lijkt me weer wat overbemeten, waarbij dié breedte en dikte waarschijnlijk niet door de opening tussen boeglijn en boegbeslag past. Zonder iets te (laten) berekenen zit ik aan 30x8 mm (in AISI 316) te denken of eventueel 30x10 mm.

De strip maakt tussen boeg en putting een hoek van 36 gr. Ik weet niet of de strip op de foto's omgezet is of dat er twee delen in die hoek aan elkaar gelast zijn. Ook weet ik niet welke straal het polyester tussen boeg en dek maakt daar in die opening.

Wie weet wat ik aan sterkte verlies als ik dit laat buigen ipv lassen? Bij buigen: wat is het effect van de (te specificeren) buigstraal op de resulterende treksterkte? De binnenbocht van de strip stuikt immers, terwijl de buitenbocht uitgerekt wordt.

NB: een 7 mm toggle heeft een interne vork-breedte van 14 mm.

heb je op de foto ook al het toggeltje gezien tussen de wandputting en de stag?

als je gaat rekenen aan de lug en de spanning per mm^2 losjes berekend kom je erachter dat deze erg laag is.

Nachtvlinder,
Wat is de gatdiameter in de strip bij de overgang naar de toggle?

Vr.groet, peter

Ja was me opgevallen; dit is een toggle die je veel vaker ziet volgens mij - ook bij de wanten. Zou POYD dan zoveel zwaarder dimensioneren ivm vermoeiing bv? Of zijn die richtlijnen echt te zwaar? Op de Loper zat de wantspanner van het 5 mm voorstag ook maar aan een 4 mm breed plaatje...

Zou trouwens de importeur ook kunnen vragen of dit nog nageleverd kan worden.

Petervdw schreef :
Weet ik niet, maar de borstbout van een standaard toggle voor een 7 mm stag heeft een diameter van 12 mm.

Waarom vraag je dit?

Nachtvlinder,
De gatdiameter telt uiteraard mee voor de sterkte. Of liever: doet afbreuk aan de sterkte.
Volgens die tabel Met een strip van 38 x 12 en een gat van 16 kom ik aan een spanning van 24 kg/mm2.
(Uitgaande van een veil. breekbelasting van 1,5 x 4100 kg = 6150 kg)
Met een strip van 30 x 6 en een gat van 12 een spanning van 57 kg/mm2. Aanzienlijk meer dus.

Het buigen zou ik niet zo bang van zijn, vooral als de bocht wat ruimer kan zijn. Lassen op die plaats kan wel, maar moet echt wel professioneel gebeuren dan. Een las in een strip, mits dus goed uitgevoerd, mag je wel op 80 tot 100 % van de stripsterkte rekenen.

Vr.groet, peter

Dankje. 30x10 Klinkt veilig dan toch? Zit ik een stuk boven de standaard-strip. Opzich heb ik daar in dat boegbeslag wel wat ruimte verwacht ik (stom-niet opgemeten).

Wat zou een redelijke straal zijn bij 10 mm dikte RVS? Wordt zo'n straal normaal gesproken op de binnen- of buitenbocht gebaseerd (of het hart van de strip)? Laten lassen voel ik me veel minder prettig bij omdat je niet weet voordat je mast overboord ligt of daar fouten zijn gemaakt.

Petervdw schreef :
Even opgezocht: treksterkte van 316L ligt op 600 N/mm2, dat is ongeveer gelijk. Lijkt erop dat POYD met veel grotere marges werkt - of andere effecten (vermoeiing?) meeneemt.

De reden om zwaarder te gaan dan diezelfde 6x30 zou dan het (onbekende want het is onbekend hoe de standaard strip is vormgegeven) negatieve effect van de bocht op de resulterende treksterkte zijn.

Nachtvlinder,
Bij 30 x 10 en een gat van 12 mm wordt de doorsnede materiaal t.p.v. het gat 180 mm2. De breeksterkte van het materiaal heb ik op 1,5 x de br.sterkte vd stag zelf gerekend, dus 1,5 x 4100 kg = 6150 kg. Dan wordt de max trekspanning in de strip dus 6150 : 180 = 34 kg/mm2. Voor 316 wel toelaatbaar.

Vraag is uiteraard dan nog hoe groot de gaten in strip op de steven worden, en wat voor verbinding wordt dat. 4 bouten heeft weinig zin. De belasting op de strip verdeelt zich van top af als 3:2:1. De laatste onderste bout levert maar een beperkte bijdrage doordat de strip naar de top toe evenredig gerekt wordt. Bij 3 bouten is de bijdrage van de onderste bout 1/6, bij 4 bouten nog maar 1/10 van de totale belasting. Even bij benadering hoor. Bij 3 bouten neemt dus de bovenste bout meteen al de helft van de totale kracht op. Schuifspanning. Zou je bij berekenen alle 3 de bouten even zwaar belasten, dan wordt de bout dunner, bezwijkt eerst de bovenste, vervolgens de middelste en tot slot de laatste. Theoretisch dan, de belasting verdeelt zich ook nog over het polyester en de bouten hebben meestal ook een overmaat.

De straal bij het buigen hangt af van de bocht die je in het polyester kunt maken. De strip moet zo mooi mogelijk aansluiten aan de binnenkant.

Vr.groet, peter

Hmmm. Interessant van die bouten, maar de volgende stap gaat dan zeker het bepalen van de benodigde laminaatdikte in de boeglijn worden

Lastig, er drijven natuurlijk al genoeg goede voorbeelden rond van die 6x30 versie waarvan alleen onbekend is of (en hoe) er gebogen is of gelast is.

Mss de importeur eens vragen, het heeft me eerder verbaasd hoeveel er nageleverd kon worden 20 jaar na dato. Elk onderdeel aan de boot heeft zelfs een artikelnummer!

Nog wat vuistregels gevonden betreft minimaal toelaatbare buigstraal bij het omzetten van plaatwerk versus strips. Hieronder de samenvatting van de resultaten in dat artikel (een of ander HTS leerboek):



n is voor RVS 0.5, waardoor (27) reduceert tot: RHO_C = s/2

Bij s = 10 mm, moet de buigstraal dus groter zijn dan 5 mm. Dit betekent een minimale binnenstraal van 0 mm (scherpe knik dus) en een buitenstraal van 10 mm.

Vreemd vind ik dit gevoelsmatig. Klopt dit wel?

Denk dat ik de strip om laat zetten met een binnenstraal van 5 mm; zit in ieder geval hierboven - kan ook niet anders en sluit goed aan met de ronding die het laminaat daar maakt.

Nachtvlinder schreef :
Hoeveel speling houdt de tabel aan?
De rigging screw is in inches, maar de gebruikte pen mist volgens mij in deze tabel.

Als ik een pen-get verbinding ontwerp van 25mm wil ik 0-2mm speling. Hoe minder hoe beter maar het moet wel gemonteerd kunnen worden (vlaktedruk hangt immers af van het verschil in de diameters). Na montage ga je toch stellen door de stag te spannen dus waarom zou je meer speling kiezen dan noodzakelijk?

Als Beneteau een lading verbindingen inkoopt is het verschil in diameter waarschijnlijk kleiner + een goede gatafwerking. Dus minder reductie voor vlaktedruk (bearing) en uitbreken (rupture). Ik vraag me even af of Beneteau ook nog rekent met een verhoogde sterkte vanwege versteviging door vervorming (o.a. door buigen, als de kwaliteitscontrole bij de fabrikant van de puttings en bij de latere verwerking goed is mag dat).

En ongetwijfeld rekent Beneteau net iets scherper de benodigde capaciteit uit.

De sterkte van de strip zal voor RVS ongeveer 30x6x205/1.5/9.81=2500kg zijn zoals je waarschijnlijk zelf ook al had berekend. Breeksterkte is groter, maar ook hier is de pen-gat verbinding het zwakke punt.

Ik kan je wel een rekenmethode aanrijken, maar die zal waarschijnlijk net zo conservatiever zijn als jouw tabel.

PS Houdt bij boeken over buigen rekening ermee dat meestal wordt uitgegaan van zetten tot 90 graden. 180 graden zetten is toch weer speciaal.

Nachtvlinder,
Niet begrepen dat de buigstraal maar 5 mm zou zijn. Dacht aan een ruime afronding van 30 tot 50 mm afronding. Vooral bij dunnere strippen zou ik de dynamische invloeden niet onderschatten.

Vr.groet, peter

Een goed gelast deel zal zeker niet slechter zijn dan een zeer kort gezet stuk. De structuur wordt behoorlijk om zeep geholpen door het zetten.

Dank voor de laatste postings!

• Klopt het dat laten lassen vooral bij een kleine buigstraal een sterker resultaat zal opleveren dan laten buigen? Die nadelige structuurverandering die Proost noemt zal sterker aanwezig zijn bij een kleiner wordende buigstraal lijkt mij, terwijl lassen een constante verzwakking zal geven
• De pendiameter van een toggle geschikt voor 7 mm stag is 13 mm. Ik denk erover het gat 14 mm te laten maken. Dien ik de randen van dat gat (licht) te laten souvereinen of juist scherp te houden? Je wilt ook weer niet dat de strip als een mes op de borstbout werkt. Maar de juist de toggle zorgt voor een goede uitlijning toch!?
• Hieronder een schematisch overzicht van waar de strip komt. Tekening leent zicht niet echt om de buigstraal te schatten maar beter heb ik niet. Er komt uiteraart een contrastrip aan de binnenkant; daarover dan RVS ringen en zelfborgende moeren. Die strip onderin de ankerbak heb ik dus al; daar komt straks het wegneembare voorstag op.
• Geschaalde foto laat zien hoe hoog de rolreef gaat komen om niet in de knoei te komen met de preekstoel. De rolreef wordt van bovenaf gezien nog 90 gr rechtsom gedraaid; dan klopt het met deze 50 mm lange toggle.

OK, laten lassen vind ik nog steeds eng omdat het wss moeilijk is om als particulier een gecertificeerde lasser te vinden die NDT gebruikt om de las te certificeren. Buigen kan dus wel, maar hoe kleiner de straal, hoe groter de verzwakking.

De kritische buigstraal bepaling zoals afgeleid in het artikel in m'n post hierboven lijkt dus onwaarschijnlijk klein. Wat zou, voor een 8 mm strip, een acceptabele buigstraal zijn zonder relevante structuurschade? Een binnenstraal van 10 mm?

Nachtvlinder schreef : Deze grens is wanneer breuk optreed. De grenzen die gehanteerd worden zijn de grens waar permanente vervorming optreed, en die ligt aanzienlijk lager. Daarna een factor voor vermoeiing eroverheen (70% omlaag) en dan nog een factor eroverheen voor het feit dat de meeste puttingen iets gelast hebben en daardoor iets verzwakt worden, en je hebt een maximaal wensbare belasting te pakken die wellicht nog maar 15 tot 20% van de maximale treksterkte is.

Erik, dankje.

Wat vind jij ervan dat Bénéteau deze strip slechts 6 mm dik maakt? Hoe zwaar zou jij gaan in mijn geval? Zou je dit (in een scherpe hoek) laten lassen of in een bepaalde (welke straal?) bocht laten omzetten?

Mijn voorkeur zou zijn om het om te zetten, de buighoek is niet zo heel groot.
Lassen zorgt voor spanningen die je eigenlijk niet wilt, en een klein foutje kan zorgen voor haarscheurtjes. Als je lassen kunt voorkomen zou ik dat zeker doen.

6mm lijkt me best weinig, als je ruimte hebt om een 8 of zelfs 10mm strip door je boegbeslag te krijgen dan zou ik dat zeker doen, die paar honderd gram maakt weinig verschil.

Gokje van mijn zijde:
Uiteindelijk wil je weten dat e.e.a. sterk genoeg is. Als de verstaging en de mast niet meer kracht kunnen ontwikkelen dan de putting aankan is de putting sterk genoeg.

Vergelijk het met fietsen: toen men beter kon uitrekenen hoe sterk een fiets moest zijn werden de nieuwe fietsen steeds minder sterk. In principe kan een fabrikant van serieschepen hetzelfde proberen.

Bij de Beneteau vraag ik me even af of de putting niet is ontwikkeld met een bepaalde masten en bepaalde verstagingen in gedachten. Als die aanname klopt zou het zeer onverstendig zijn een andere, sterkere mast op het schip te plaatsen dan de mast waarmee het origineel is geleverd. Een dikkere verstaging dan standaard zou dan ook behoorlijk zonde van het geld zijn.

Bij een vertrekkersboot of toerschip geschikt voor zwaar weer wil je eigenlijk liever gewoon een zware putting en een verstaging met voldoende marge. Dan heb je het wel over een andere doelgroep als voor een First. Voor een eigen boot zal ik waarschijnlijk iets kiezen dat een compromis is tussen de gewenste eigenschappen en mijn portemonnee.

Het lijkt er op of de boot aan de mast uit het water gehaald moet worden. En dan voor een kwart aan de voorstag. Moeilijk, moeilijk.

Reuv,
In geval van schade wil je dat wat het goedkoopste en makkelijkste te vervangen is kapot gaat. In geval van mastbreuk wil je dat alles aan de boot zelf heel blijft. Een putting wil je dus altijd sterker hebben dan de stag die eraan zit. Je mast gaat hoe dan ook overboord, maar de schade aan je boot is aanzienlijk minder als de putting heel blijft.
Een putting word dus niet gedimensioneerd op de tuigage die eraan zit, maar aan de stag die eraan gekoppeld zit.

Erikdejong schreef :
Erik, ik ben het voor wat betreft de schade met jouw eens, de romp moet heel blijven.

Is die strip aan de voorzijde (met de putting) niet makkelijk vervangbaar?
Alle sterkte zit bij de boegzijde. Als de putting net boven de boeg bezwijkt kun je volgens mij de hele RVS strip met de bouten in de punt vervangen.

Verschilt nogal of je de boot classificeert als havenracer of als boot voor grote afstanden welke eisen je aan de putting stelt ("hoe robuust moet de boot zijn").

Het verhaal van Proost zou een heel ander plaatje betekenen:
Als je gaat hijsen aan de mast, moet de putting zeker sterk genoeg zijn. Dan moet de voorspanning en 3x de hijslast gewoon op de putting kunnen staan. Je wil immers niet dat een boot uit de kraan valt.

Als dat het geval is zou in de "gebruiksaanwijzing" van een First moeten staan dat je aan de mast kunt hijsen. Een soort "lifting plan".

Een boot kun je met minder dan de helft van de sterkte van verstaging optillen.
En wat Erik stelt, het ontwerp is de stagspanner als zwakste punt.
En dan bij voorkeur het deel waar de binnendraad in zit.
Alhoewel je, bij mast overboord, daar niet veel interesse in zal hebben.

Neem gewoon wat overmaat in sterkte, zodat de stag het zwakste punt blijft.
Hoeveel gram te veel zal dat zijn?
Zelfs al zit het aan ´t eind van de boot, ik denk niet dat je het merkt.

Strip is klaar (glim glim!):



En gemonteerd. Rubber strip op bovenste foto uiteindelijk niet gebruikt (laminaat binnenkant boeg was vlak genoeg vond ik):



Klaar nu voor het nieuwe voorstag+rolreef...

Ziet er netjes uit. Wat zijn de afmetingen nu geworden? En heb je de gaten in de boeg nog wel waterdicht gemaakt met Butyltape of Sikaflex? Of was dat niet nodig omdat de binnenkant de ankerbak is?