Otetaan tämä ketju osittain huumorimielellä. Otin oman veneeni maston metripainon selville ja se on 8kg. Masto on 14m huipputakila. Eikö ole melkonen jööti?
satutteko tietämään veneenne maston metripainon?
Jöötipekka
663161
0Äänestä
Muut lukivat myös
Ketjusta on poistettu 2 sääntöjenvastaista viestiä.
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 66
Vanhimmat
Onko kyseessä alumiiniprofiilin paino vai koko takilan paino. Jos on koko takilan paino niin sehän on kevyt, ehkä hiilikuitua?.
Ei 14 metrinen hiiliriki paina noin paljoa ellet laske purjeitakin painoon mukaan.
Eikä ison puomikaan kuulu mukaan metripainosta puhuttaessa. Rikivaijerit, saalingit, antennit, valot ja nostimen tilpehöörit ei lisää putken painoa kuin kymmeniä prosentteja, eikä suinkaan satoja. Pelkkä hiiliputki tuossa kokoluokassa ei yleensä paina kuin 2,5 ... 3,5 kg/metri, ellei kyseessä ole täysin alirikatun ja todella ison ja painavan veneen masto. Puolitonnarin kokoluokkaahan tuollaiset kannen läpi menevät mastot ovat, kannella seisova voi olla kymmen metrisessäkin veneessä.
Pelkän mastoprofiilin painosta on kysymys. Paino laskettiin punnitsemalla pätkä joka oli joskus ko.mastosta lyhennetty. Veneeni on 10 metrinen melko raskas ns.onlyone vene. Masto on joskus jo vuosia sitte hankittu ja on seisonut 80-luvulla balticissa tai swanissa. Nykyveneissä ilmeiseti ei enää alumiiniä tuhlata noin paljon. Joskin seoksetkin voi olla vastaavasti nykyään lujempia.
Veneeni mastoputki on tasan 17 m pitkä. Punnittu paino on 172 kg sisältäen vantit, staagit, saalingit sekä rullaprofiilin, mutta ei puomia, kikiä, falleja jne. Eli 10 kg/m. Profiilin paino on Seldenin luettelon mukaan 5,34 kg/m eli kaikkine roippeineen paino on tuplaantunut. Seldeniltä voisi valita ehkä n. 3 kg/m mastoprofiilin. Samalla varmaankin saalingit keventyisivät, ehkä myös osa maston heloituksesta.
Tyypillinen hiilikuitumasto vastaavissa veneissä painaa samalla tavalla mitattuna 110-140 kg eli kokonaispaino enemmän kuin tuplaantuu profiilipainoon verrattuna.
Siis tuo 3kg/m oli hiilikuitumastoprofiili.
Onhan toi omaan tolppaan verrattuna jöötimpää. Mulla metripaino on 5,9 kg/m, 17 m pitkä osariki. Metripainohan ei yksinään kerro mitään, isommassa veneessä on järeämpi profiili. Tosin 14 m toppiriki kuulunee kertaluokalleen saman kertaluokan veneeseen kuin 17 m 7/8-riki.
Minulla 16.7m osatakilainen hiilimaston putki painaa 5,4kg/m. Varustettuna paino tuplaantuu kun seisova takila ei ole rodia tai tekstiiliä. Tosin mitoitus on yläkanttiin valtameripurjehduksen vuoksi.
Aloittajan esimerkin kokoinenb35ft veneen alumiininen huippurikinen mastoni staageineen, vantteineen, furlereineen, falleineen painaa enemmän kuin 8kg/m. Tarkka arvo on valitettavasti punnitsematta.
Minulla on nautorin 90-luvun ehkä n. 22 metrinen toppirriki. Paino ilman puomia falleineen,rodeilla ja rulalla noin 450kg.
Hiilikuitumaston kanssa pitää sitten hankkia kaikki muukin, vantit, fallit helat, plokit, purjeet ym ultrakevyttä high techiä, tulee hintaa, mutta onhan tuo 450 kiloa painoa niin väärässä paikassa venettä kuin olla voi. Edestä katsottuna vesilinja nousee 10 senttiä ilman mastoa.
Hiilikuidulla, kevlarilla,dyneemalla yms on joku arvioinut pakettini painoksi 1/3 eli 300 kiloa vähempi. Hinta ylittäisi veneen nykyarvon. Tosin puomista en muista, että oli puhetta.
Lohduttaudu comfort factoreilla. 450 kg mastossa rauhoittaa veneen liikkeitä.
Ei 450 kg rikistä millään saa 150 kg rikiä ellei alkuperäisen mitoitus ole pahasti pielessä. 250-300 kg vaatii jo erittäin kalliin hiilikuiturikin (siis useimmat hiilikuiturikit ovat paljon painavampia). Esimerkiksi Swan 45:n 21 m hiilikuituriki painaa 290 kg.
Tässä esimerkki siitä kun veneeseen suunniteltua 21 m hiilikuiturikiä ei raaskita ostaa, vaan tilalle tulee 165 kg painavampi alumiiniriki: http://minbaad.dk/nyhed/archive/2014/23/june/article/pi-14-vaeltede-meget-majestaetisk-under-testsejlads/?cHash=e9ff69a62603e4444229cc0d04c88df6
AIka hurja riki muuten tuo 22 m, erityisesti toppirikinä. Ilmeisesti yli 50-jalkainen vene?
Oletko seppomartti tai muutkaan palstalaiset ajelleet veneellänne ilman takilaa? Itse olen syksyisin käynyt pienen lenkin koneella ja ainakin omassa purressani takilan vaikutus vakauteen on melkoinen. Tarkoitan siis ajo ilman takilaa vs takila paikoillaan mutta ei purjeet vedossa.
En ole sentään kovaan keliin lähtenyt, mutta ehkä 5ms tuulessa.
Ton kokoisen masto hinta hiilikuitusena mahtaa olla aika juhlava. Otin taannoin 14m toppirikistä tarjouksen ja hinta olisi kolmella purjeella ollut 23000€. Em.hinta siis ihan alumiiniprofiililla.
Ajoin joka vuosi 10v ajan keväisin ja syksyisin mastokraanalle Helsingissä ilman mastoa muutaman mailin. Hitausmomentin muutos oli iso 60- luvun puolitonnarissakin, vaikka maston paino oli mitätön.
Hiiliputken paino 22m on alle 150kg. Muutama kymmen kiloa tekstiilitakilaan?. Ei se arvaus ihan kaukana ole jos metallistaagit jää pois ja rahaa on rajattomasti. Toki esim hiilikuitusaalingit normaalisti kiinnitetään raskaisiin metalliheloihin mutta nekin varmaan voi tehdä komposiitista. Ekstreemeissä raasereissa staagitkaan (TBO?) eivät ole metalliheloissa kiinni.
Jo varustelutöiden tekeminen laiturissa ilman mastoa on huomattavan epämiellyttävää, kun ohi ajavien aallot rynkyttävät. Liika vakaus on pahasta.
>>Edestä katsottuna vesilinja nousee 10 senttiä ilman mastoa.
Tämä on nyt niin täyttä potaskaa että 450 kg arviolta 50 jalan veneessä nostaisi vesilinjaa 10 cm. Taidat kusettaa koko jutun tai sitten olet mitannut ihan pieleen.
Tuo linkin Pi14 on nyt niin äärimmäinen vene ettei siitä ole oikein esimerkiksi
http://www.piboat.com/
Onnettomuuden jälkeen kölin torpeedoon on lisätty 500 kg, mutta silti RM-lukemat ovat hyvin pienet (Facts-sivulta). Tosin niistäkään ei oikein tiedä mitä ne ovat kun yksikkö on pieleen ilmoitettu kg.
Ja luottaisitko firmaan, joka käyttää automaatti kääntäjää nettisivuillaan -minä en...
"Hyvä vieras, tervetuloa Pi Vene n verkkosivuilla prototyyppi Pi 14
Se on vene, jossa voit päättää nopeutta ja mukavuutta. Roller purjeet, jopa silloituksen puomin ja sähkömoottori on myös helppo purjehtia. Katso kalenteritapahtumia, valikko lokikirjaan."
Edes englannikielistä versiota ei ole osattu/viitsitty kirjoittaa kunnolla, kas kun purjemitat ovat
P (settlement mainsail) 17.50
E (strange mainsail) 5.20
Miksei+saisi,+jos+raha+ei+olisi+este?
Lisätäänpä+vielä+laskelmaan+arvioitu+alaraja+painolle:
Vaihda kattiin niin ei rynkytä enää ohi ajavien aalloissa, olipa masto ylhäällä tai ei.
Yhteensä -45 ja 90 kuitusuunnille riittää 1mm paksuus joka paikassa, kun lisäksi on 10 mm nomex ydin välissä.
22m * 0,9 m * 0,001 m * 1800 kg/m^3 = 35,64 kg.
1100 neliömilliä 0 asteen UD:ta => 22m * 0,0011 m^2 * 1800 kg/m^3 = 43,56 kg
Yhteensä peruslaminaattia siis 79,2 kg ja nomexia 0,9 kg= 80,1 kg.
Siihen päälle paikallisia vahvikkeita 4,9 kg ja saalingit sekä vantit ja staagit.
Niiden tiheys 1500 kg/m^3
Jos vanttien halkaisja on 10 mm, on niiden poikkipinta-ala 78,54 neliömilliä ja murtolujuus 260 kN, eli reilut 26 tonnia. 22 m pituus sellaista painaa 2,6 kg.
Siis yhteensä 15 kg vantteja keula ja peräharukset mukaan lukien, kun huomioidaan että osa on hieman keveämpää.
Noilla arvoilla siis 100 kg saalingit, mutta tuossa lienee varmuusvaraa jo liikaakin lujuuksien ja jäykkyyksien suhteen. Ja saattaa hartsi olla tiheydeltään alempaakin, kuin laskelmassa käytetty 1215 kg/m^3, mikä alentaa laminaattien tiheyksiä.
Saadaan siis haluttaessa 100 kg:n painoon jäämäämän saalinkien kanssakin, vaikka tuosta tietysti puuttuu vielä nostimet ja niiden heloitus, antennit, tuulimittarit ja LED-mastovalot. Ne ei muuten tarvi kuparijohtimia lisäämään painoa, sillä Pitch-hiilikuidun ominaisvastus on vain 2 micro-ohmi-metriä, jos ne on paapuurin ja styyrpuurin puollella eristyksissä toisistaan 450 neliömilliä kummallekin ja -johtimena, on koko45 m lenkin vastus vain 0,2 ohmia.
Joten kyllä nykytekniikalla pystytään vaikka miten keveisiin rikeihin, jos vaan jollain on sellaisesta halua ja kykyä maksaa.
"600 neliömilliä sivuihin K13C2U kuidusta profiilin leveimmälle kohdalle keskimäärin 3mm paksuisena kerroksena, siis 100 mm leveydeltä kummallekin puolelle"
Tuottaa NACA 0040 profiilille 375*150 346 cm^4 jäyhyysmomentin ja 46,13 cm^3 taivutusvastuksen poikittais suunnassa. Pelkässä taivutuksessa murtuisi siis 17530 Nm taivutus rasituksesta.
1100 neliömillin versio siis kestäisi yli 2 tonni-metriä taivutusta poikittain.
Ja pitkittäin enemmänkin, siinähän voidaan käyttää selvästi lujempia kuituja jäykkyydestä tinkimällä.
Sen 14 metrisen olis 10v sitten saanut 11 tonnilla € hiilikuituisena perusversiona ja ilman puomia.
22 m masto on varsin pitkä ja vene, jossa tuollainen on on varsin tukeva. Tuosta seuraa, että profiilin pitää olla varsin tukevaa. Esimerkiksi Swan 45 hiukan lyhyempi hiilikuitumasto on profiilimitoiltaan 272x133 ja hiukan pidempiä mastoja on vaikkapa TP52:ssa profiilimitoiltaan 300x150 luokkaa. Molempien punnitut painot ovat 300 kg molemmin puolin. Kummassakin on oikaiseva momentit ovat reilusti alhaisemmat kuin toppitakilaisten Swanien 22 m mastolla eli niiden riki ei ole riittävän tukeva.
Seldenin katalogissa tuon kokoiset hiilikuituprofiilit painavat 5-7 kg/m eli pelkän tyhjän putken paino olisi 110-150 kg 22 m pituisena. Siihen päälle kaikki vahvikkeet, helat, saalingit, vantit, staagit ja keulastaagiprofiili niin varmasti ollaan yli 200 kg, vaikka vantit ja staagit olisivat kuitua.
Itse luin sen huolimattomasti 10 mm, mikä olisi ollut ihan oikeaa suuruusluokkaa.
Olikohan vaan näppäilyvirhe?
Liika vakaus on kattien huonoin ominaisuus.
Mistäs+tuollaisia+vantteja+saa?+Jos+kyse+olisi+vaikkapa+Swan+51:stä,+jossa+on+tuon+kokoluokan+masto,+on+RM+430+kgm/deg.+Arvataan+rustien+olevan+1,5+m+mastolta.+30+asteen+kallistuksella+tulee+rusteihin+~400*30/1,5+=+8+tonnin+veto.+Päävantin+voisi+mitoittaa+vähintään+2x+tuo+eli+16+tonnin+murtolujuus.+Rodina+vähintään+-40,+jonka+halkaisija+12,7+mm+ja+painoa+1+kg/m.
Luulisi jonkun mainostavan tuollaisia vantteja, jos niitä olisi mielekästä tai edes mahdollista valmistaa. Jostain syystä kuitenkin Navtecin speksit hiilikuituvanteille ovat huomattavasti huonommat kuin sinun käyttämät.
Jos nyt verrataan alumiini- ja hiilikuiturikin painoja, pitää tietysti verrata jotenkin vastaavia rikejä eikä niin että toinen on normaaleilla rusteilla ja toisessa on kannesta 2 m sivulle törröttävät ulokkeet. Samalla jää veneestä genua pois ja satamissa homma menee aika vaikeaksi.
Nyt puhuttiin 22 m toppirikisestä 90-luvun Nautorin veneestä, joka voisi olla vaikkapa Swan 51 ja jossa hyvin todennäköisesti halutaan pitää genua.
Ei kaikki mikä on mahdollista ole mielekästä. Hiilikuitulaminaatin tyypilliset ominaisuudet ovat kuitenkin täysin kuituvalmistajan tiedossa ja vastaavat valmistajan markkinointimateriaalissaan ilmoittamia. Samoin pelkän kuidun mekaaniset lujuus ja jäykkyys ominaisuudet.
Tuotteen, kuten vanttien, valmistajan kannalta on mielekästä käyttää sen verran varmuuskertoimia, ettei mene maine julkistettujen reklamaatioiden takia. Ja hintakin kannattaa olla sellainen että tuotteela on kysyntää, siksi kaikkein kalleimman kuidun käyttö tuskin tulee vantin valmistajalle ensimmäisenä mieleen, ellei asiakas nimenomaan sitä itse vaadi uskottavan tilauksen ehtona.
"Nyt puhuttiin 22 m toppirikisestä 90-luvun Nautorin veneestä, ..."
Mistä sen tiedät?
Minä luin vain tämän: "Minulla on nautorin 90-luvun ehkä n. 22 metrinen toppirriki.", jossa ei kerrota veneestä mitään, vaan pelkästä rikin valmistajasta. Kyseessähän voi olla vaikka itse kyhätty ferrobetoni vene jossa ko riki on. Esim ostettuna käytettynä joltain joka on vaihtanut Swaniinsa hiilirikin alkuperäisen ehjän alurikin tilalle.
Varmuuskertoimet tulevat sitten erikseen. Ei niitä yleensä käytetä ilmoitettaessa lujuuksia ja venymiä.
Siis sinä kirjoitit aiemmin, että hiilikuituvantti voisi kestää 26 tonnia 10 mm halkaisijalla ja 22 m painaa 2,6 kg eli 0,12 kg/m. Navtecin katalogissa 10 mm halkaisijainen on murtolujuudeltaan vain vajaat 6 tonnia eli eroa on lähes 5-kertaisesti. Tosin sen painokin on vain 0,08 kg/m.
Varmasti parempiakin löytyy kuin tuo Navtecin. Millaisia käytetään vaikkapa niissä IMOCA 60:ssä? AC ja vastaavat ovat sitten oma juttunsa, kun ei tarvitse kestää kymmeniä tuhansia maileja.
Tässä on hieman käyty läpi mikä on mahdollista nyt ja tulevaisuudessa sekä millaisia haasteita tuossa on: http://hiswasymposium.com/assets/files/pdf/2012/Carbon Fiber Rigging.pdf
Voihan se tosiaan olla, että kyse oli Nautorin tekemästä rikistä jossain muussa veneessä.
En kuseta, vene on vähän, mutta kuitenkin, alle 50 jalkaa. Maston pituus on kyllä tarkemmin ajatellen yläkanttiin, paino ei. Mastojalka kölin edessä ja kölissä bulbi. Edestä päin veneen painopiste muuttuu ilman mastoa niin, että vesilinja nousee kymmenisen senttiä, peräpäässä tuskin nimeksi.
Joo,+niin+kirjoitin,+mutta+se+oli+sille+linkin+mukaiselle+IM10+kuituun+perustuvalle+UD-laminaatille+annetun+vetolujuus+arvon+perusteella:+0゜Tensile+Strength+3310+Mpa
"Navtecin katalogissa 10 mm halkaisijainen on murtolujuudeltaan vain vajaat 6 tonnia eli eroa on lähes 5-kertaisesti. Tosin sen painokin on vain 0,08 kg/m"
Tuosta ei tiheydeksi tule kuin 1018,59 kg/ kuutiometri, joten siinä on virhe.
PAN hiilikuitujen tiheydet ovat 1800 -10 kg/m3, ja Pitch 2200 -10 kg/kuutiometri.
Pelkät epoksitkin ovat tiheämpiä kuin tuon laskelman lopputulos.
En usko, että tuossa on virhettä, vaan materiaali ei ole tavallinen hiilikuituepoksilaminaatti. Esitteessä mainitaaan noiden olevan taipuisia ja että ne voidaan koilata 3-5 jalan kiepiksi (halkaisijat 7-33 mm). Saisiko edes 7 mm normaalia laminaattia noin pieneen halkaisijaan koilattua?
Millaisia sitten ovat nuo IMOCA 60 vastaavien vantit? Käytetäänkö joissain täysin jäykkää tankoa? Hiilikuitulaminaatin murtovenymät ovat varsin pieniä eli jäykän tangon saa taivuttamalla aika helposti rikki. Mitä tapahtuu jäykälle tangolle sen joutuessa puristukseen (leen vantti löysänä)? Ohut tanko nurjahtaa helposti, mikä voi olla jo liikaa.
Tuossa alla jo laskin ne halkaisjat 11.2.2017 22:04 päivätyssä viestissä.
Sen vantin laskennallinen tiheys on pienempi kuin raaka-aineena käytetyn hiilikuidun tiheyden ja pakkautuvuuden tulo ilman hartseja. Tuo on mahdollista vain jos kuitujen välissä on joka kohdassa ilmaa, eli kuidut eivät mistään kohtaa edes kosketa toisiaan. Toki ilman tilalla voi käyttää jotain hyvin alhaisen tiheyden aerogeeliä tai kenties jopa vaahtoa. Mutta mitä järkeä kuituja on pitää kaukana toisistaan, sehän vain lisää ilmanvastusta kun koko kasvaa?
Oliskohan järkevämpää tehdä ensin hiilestä ja epoxista saman paksuista lankaa kuin vastaavassa hyvin monisäikeisesä teräs vaijerissa. Voisi käyttää hyvin korkeaa kuitu/hartsi suhdetta, paljon suurempaa kuin laminaatissa yleensä. Ja sitten koota ne hiililaminaati langat yhteen ilman hartsia, kuten vaijerissakin. Lankojen ei tarvitsis olla ympyröitä, vaan voitaisiin käyttää paremmin pakkautuvaa muotoa, esim kuusikulmiota pyöristetyillä nurkilla. Paljon vähemmän ilmanvastusta ja suurempi tiheys samalla kuitumäärällä, ja hieman parempi lujuuskin kun kuidut pystyvät edelleen hieman jakamaan tarvittaessa kuormaa keskenään, vaikka hartsia olisikin siihen tarkoitukseen aivan liian vähän. Lankojen välissä voi edelleenkin käyttää jotain liukuvaa ja kevyttä estämään kulumista hankautumalla. Ja tuloksena "vaijerin" saa kiepille päätyjä lukuunottamatta helpommin kuin saman lujuusluokan 1x19 teräsvaijerin, koska niitä lankoja voi olla huomattavasti enemmän kuin 19 kpl.
Ehkäpä se syy on taas kerran valmistus -kustannukset sekä -tekniikka. Jotta lujuus on riittävä tulee kuitujen kiertää yhtenäisenä päästä päähän useamman kierroksen, eikä liimaamalla vantin pituisia lankoja vierekkäin yhteen. Silti päätyyn vaaditaan enemmän lankoja alueelle jossa kuidut eivät päädyssä ole suorassa ja sen verran suoralle osuudelle että liima pystyy kuorman lisäkuituihin siirtämään. Kaikki hartsi pitää siis lujuuden optimoinnin kannalta kovettaa samaan aikaan, eli lankoja ei voi ajallisesti tehdä etukäteen. Ja silti lankojen pitää pysyä erossa toisistaan suuren osan matkaa jottei tuloksena ole yksi jäykkä tanko, ja päädyissä taas kiinni toisissaan, jotta hartsi kovetuttuaan siirtää kuormia. Ihan selvä valmistustekninen haastehan tuossa on, mutten usko sitä ollenkaan mahdottomaksi ratkaista. Ainakaan suuremmassa mittakaavassa, aivan pieniin veneisiin voi olla jo turhan vaikeaa, mutta onko edes tarpeen.
"Navtecin+katalogissa+10+mm+halkaisijainen+on+murtolujuudeltaan+vain+vajaat+6+tonnia+eli+eroa+on+lähes+5-kertaisesti.+Tosin+sen+painokin+on+vain+0,08+kg/m"
"Millaisia+sitten+ovat+nuo+IMOCA+60+vastaavien+vantit?"
Tuon+AS4:n+kimmomoduli+on+vain+140+GPa+60%+kuitupitoisessa+epoksilaminaatissa+ja+lujuuskin+on+datasheetin+mukaan+selvästi+alempi+kuin+kuidun+arvo+*0,6.+Vastaavaan+venymään+siis+tuollla+pitää+olla+20%+suurempi+halkaisija+kuin+rodilla,+jolloin+murtolujuus+pitäisi+toki+olla+selvästi+suurempi+tuolle+jäykälle+tangolle.
"Toisin+sanoen+edes+optimitapauksessa+ei+voida+ohentaa+vantteja,+jos+mitoittavana+tekijänä+on+venymä,+mikä+on+aika+tavallista+rod-rikeissä+eli+venymää+ei+haluta+enempää+kuin+siinä.+"
Kirjoitit+aiemmin:++"Mitä+tapahtuu+jäykälle+tangolle+sen+joutuessa+puristukseen+(leen+vantti+löysänä)?+Ohut+tanko+nurjahtaa+helposti,+mikä+voi+olla+jo+liikaa."
Tuli tässä mieleen, että hiilikuitulattojahan käytetään purjeissa. Ne kestävät jonkin verran taipumaa, eihän ne muuten lattoina toimisi. 7mm halkaisija on ihan normaali putkilatalle, joita todellakin on käytössä. Saman kokoinen hiilikuitu vantti kestää tietysti taipumaa yhtä paljon, eli enemmän kuin tarpeeksi käyttötilanteessa, mikäli materiaali on sama. Kiepille laitto ja talvisäilytys on sitten erikseen. Jos haluaa kiepille ei kannattane yhtenäistä tankovanttia hankkia, vaan säikeistä kootun hiilikuituisen, tai jonkin muun materiaalin. Ne säikeet voivat tietysti olla laminaattia laminaatin lujuuksilla ja jäykkyyksillä.
Pieni epäilys hiipii maallikkomieleeni. Jos vantit ja staagit tehtäisiin hiilikuidusta niin kestäisivät kyllä vetoa vähintäinkin riittävästi. Mutta entäs iskuja?. Olen ihaillut, miten 80mm alumiininen spinnupuomi vanttiin iskiessä katkeaa kerralla. Katkeisiko hiilivantti iskusta? Mikä olisi hiilivantin kiepin halkaisija säilytyksessä?
Hiilikuitu johtaa hyvin sähköä. Pitäisikö ukkosen varalta järjestää jotain muuta suojausta kuin maadoituskaapelit mastosta ja vanteista köliin?.
Voiko miinusnavan kytkeä mastoon ja vetää lamppuihin vain plusjohdot?
Jos mastonjalka on valettua alumiinia niin meriveden roiskeessa syntyy galvaaninen pari ja korroosio. Auttaako edellä kuvattu maadoitus estämään galvaanisen korroosion, jos kölianodi olisi magnesiumia.
Kuten+jo+aiemmin+tänne+linkkasin+erilaisia+hiilikuituja+,+niin+niiden+ominaisuudet+eroavat+huomattavasti+toisistaan.+Ne+kestää+iskujakin,+joilla+on+suurin+murtovenymä,+eli+suuri+lujuuden+ja+kimmomodulin+suhde.
Hiilivantteja tehdään umpitankona tai ohuemmista säikeistä koottuina kuten vaijeri. Erona veijeriin nähden on se, että säikeet ovat suoria eikä kierrettyjä. Säijenippu pysyy kasassa dyneema kuoren sisällä. Kuori on käytänössä samanlainen kuin köyden pintakerros. Umpitanko on selvästi arempaa ja käytössä lähinnä kontrolloidumissa olosuhteissa. Etuna on mahdollisuus tehdä muitakin poikkileikkauksia kuin ympyrä, jolloin ilmanvastusta mahdollisuus pienentää reilusti. Säikeistä kasattu hiilivantti kestää selvästi paremmin iskuja ja taivutusta. Southern Sparsin EC6 vantteja on käytössä hyvin laajalti ja myös Volvo Ocean Race ja Imoca 60 veneissä. Pääosin EC6 vantit suunnitellaan samalla venymälle kuin vastavassa käytössä olevat rodit. Näin murtolujuutta on reilusti yli tarvittavan määrän. Olisiko ollut niin, että samalle venymälle suunnitellun hiilivantin säikeistä puolet saa olla poikki ja silti murtolujuus vastaa vaijeria. Säikeistä koottujen hiilivanttien käyttöikä on testattu paremmaksi kuin rodien.
Omassa veneessäni on jatkuvat EC6 vantit, jotka kiinnitetään mastoon dyneema köydellä. Käyttöohjeen mukaan niitä pitäisi säilyttää minimissään 1,8m halkaisijalla olevalla kiepillä. Käytännössä riskialttiimpia kohtia jatkuvassa vantissa ovat päävantin ja diagonaalin liitoskohta, päätteiden juuret ja saalinkien päiden kohdat. Näistä kohdista ohuet säikeet on taivutettu oikean kulmaan ja laminoitu yhteen kovaksi nipuksi. Näitä jäykkiä osia ei sovi väännellä tai kääntää väärään asentoon.
Löytyykö+tuosta+EC6:sta+kunnon+speksejä+mistään?+Valmistajan+sivuilta+ei+nopeasti+löydy+muuta+kuin,+että+on+"up+to+70%"+kevyempi+kuin+rod+samalla+venymällä.
Pienessä veneessä painonsäästö ei ehkä niin paljoa kun päätteiden osuus on kohtuu iso, mutta seisova takila olisi 21 kg rodeilla ja 8 kg ec6:lla. Hinta vähän yli nelinkertainen. Halkaisijoista en itse asiassa tiedä. Pitänee mittailla. Noin silmämääräisesti eivät näytä erityisen paksuilta.
Mitä noihin painoihin sisältyy? Vanttiruuvit? Kaikki tarvittavat päätteet? Ilmeisesti tuossa on kaikki vantit ja etustaagi (ei hekkiä)?
Näissä ei ole vanttiruuveja, mutta muutoin valmis nippu tavaraa kaikkine päätteineen eli verrataan samaa tavara EC6 päätteet ovat titaania ja hiiltä, joten niiden massa on hyvin pieni vaikka ulkomitoiltaan ovat kohtuu isot. Pääteethän tehdään näissä niin, että yksittäiset säikeet levitetään viuhkaksi ja laminoidaan epoksilla kartion muotoon. Tuo kartio taas sopii päätteen hiilellä vahvistettuun titaanikartioon. Titaanikartiossa on kierteellä sitten kiinni erilaisia päitä riippuen siitä miten kiinnitys mastoon / runkoon tulee.
Päätteitä on useampaa tyyppiä, kts:
http://www.futurefibres.com/wp-content/uploads/2014/08/ECsix.pdf
Sulla siis kartio metalli pääte, eikä jatkuva säikeinen hiilikuitusilmukka.
"70%"+kevyempi+ja+samaan+aikaan+50%+lujempi+kuin+rod+samalla+venymällä"
Jep, kartiot on. Nuo lenkkipäät ovat uudempaa tekniikkaa, joita ei ollut tarjolla vielä omien hankinta-aikaan. Tosin eivät nuo lenkkipäät olisi muutenkaan sopineet. Molempien pääteiden tekoprosessi on varsin yksikertainen, mutta huomattavan hidas käsin tehtävä vaihe. Ainakin pienemmät jatkuvat EC6:et kootaan takilaa replikoivan jigin päälle.
Noita+rodin+arvoja+olen+hiukan+itsekin+ihmetellyt.+Veneessäni+päävantit+ovat+-12+rodia,+jolle+ko.+taulukosta+laskettuna+murtolujuus+1400+MPa+ja+kimmomoduli+171+GPa.+Kimmomoduli+on+ihmeen+pieni.+Tuolle+materiaalille+ilmoitetaan+193-199+GPa+lähteestä+riippuen.+Tässä+kylmämuokatulle+vastaavan+lujuiselle+193+GPa:+http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?MatGUID=36507eff2217409e947212040793409d
"Tässä+kylmämuokatulle+vastaavan+lujuiselle+193+GPa:+http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?MatGUID=36507eff2217409e947212040793409d+"
Ei+vantteja+käytetä+lähelläkään+plastista+aluetta+vaan+varmuuskerroin+on+2-3+tyypillisesti+(etustaagille+lähellä+lähempänä+2:ta+ja+vanteille+3:sta).+Esijännitystä+vedetään+enintään+25%+murtolujuudesta+Seldenin+ohjeen+mukaaan,+mutta+etustaagissa+voi+olla+enemmän+vetoa.+Kyllähän+tuolla+alueella+E:n+pitäisi+olla+vakio.+Vasta+pysyvät+muodonmuutokset+pienentävät+E:tä+ja+silloinkin+vain+pysyvän+muutoksen+syntyhetkellä.+En+tiedä+miten+Navtec+on+nuo+arvonsa+määrittänyt+tai+mitannut.+Huomaa,+että+sama+arvo+annetaan+venymänä+1000+kg+ja+1000+lbs+eli+ei+ole+kyse+siitä,+että+arvo+muuttuisi+kuorman+mukana,+vaan+on+vain+yksi+E,+jonka+Navtec+on+jostain+määrittänyt.
No+jos+tän+sivuston:
Tuohan+tarkoittaisi,+että+jo+33%+kuormalla+tulisi+pysyviä+muodonmuutoksia.+EI+voi+pitää+paikkansa.
Laskin+vielä+sen+toisenkin+tapauksen.+Siinä+tuli+voimiksi+V1+10,0+kN,+D1+17,2+kN+ja+D2+10,2+kN.+Noista+siis+D1+ja+D2+suuremmat+kuin+edellä.+Niiden+varmuuskertoimiksi+tuli+D1+3,2+ja+D2+2,8+eli+molemmat+menevät+selvästi+spekseihin.
Wb:n firts 36,7 esimerkki on aika lailla vailla todellisuuspohjaa. Toki simussa voi vetää vantteihin ihan mitä kuormia vain, mutta ko dokumentin arvot ovat hyvin ristiriitaisia toisiinsa nähden. Pistän rahani sen puolesta että tuo paatinsuunnittelukirja on oikeassa.
Mikäs tuossa on ristiriitaista? Tuossa on V1 esijännitys 1,8 tonnia (mulla n. 2 tonnia) ja D1 540 kg (mulla vajaa tonni). Siitä tulee etustaagiin 570 kg hekki ja skuutit auki. Olettamalla maston nivelletyksi voi laskea vanttien mastoa taakse kaatavan momentin ja etustaagin eteen kaatavan momentin. Nämä pitää olla yhtä suuret. J on n. 4 m joten 4*570 = X*2*(1840 540). Tuosta tulee X=0,48 (mulla 0,33 m) eli rustit pitäsi olla tuon verran maston takana. Kaavasti tietysti puuttuu cos(kulma), joka on niin lähellä ykköstä, että sen voi tässä unohtaa.
Rustien paikka siis oli ihan OK.
Sitten purjehdittaessa vedetään hekkiä 810 kg (aika paljon, omasta olen mitannut jotain 500-600 kg suuruusluokkaa) ja stuuran skuuttia 460 kg. Samalla D1 V1 molemmin puolin on yhteensä enää 3770 kg. Sitten lasketaan 810*6,5 460*5 3770*0,48 = F * 4, josta saadaan F=2340 kg. F on nyt genuan fallin ja etustaagin yhteinen voima. Aika lähelle tuo menee.
Momentista puuttuu vielä genuan skuutista tuleva rikiä taaksepäin kaatava voima, aerodynaaminen eteenpäin vievä voima ja maston tukeutuminen kanteen ja mastonjalkaan, sekä kiki.
Korjaus:
Hiiliguruille lisää kysymyksiä.
Hiilikuidun eristäminen lasikuitukerroksella korroosion välttämiseksi on selvä juttu. Mutta metalliheloitus kun alumiini ei käy?. Onko heloituksessa hiilikuidun kanssa käytettävä korrosioriskin vähentämisrksi jotain muuta kuin aisi 316, esimerkiksi 329, 630 tai kemiallista passivointia?
Kyllähän esim Selden näkyy käyttävän pääasiassa nimenomaan metalli heloja, senpä takia heidän mastonsa niin painavia ovatkin. Korroosio vältetään silloin sillä hartsilla helojen ja maston välissä. Passivointi auttaa, muttei tarpeeksi, eri teräs laatujen erot ovat tässä suhteessa mitättömiä, voi siis käyttää austeniittisia tai austeniittis-ferriittisiä seoksia. Metallihelan ja hiilikuitulaminaatin välillä ei sitten saa esiintyä liikettä, tai eristävä hartsikerros kuluu äkkiä pois. Tarvittava liikevara on siis oltava metallien välillä.
Toki hiilimaston voi tehdä ja rikata ilman ainuttakaan metalliosaa, mutta hinta on silloin aivan eri suuruusluokassa. Sekä suunnittelu- että valmistus- työ vaatii nimittäin silloin huomattavasti enemmän aikaa, ja se maksaa. Tekstiili vantit ja harukset saa kiinni mastoon pleissaamalla dyneemalla, kun molemmat osapuolet on siihen tarkoitukseen suuniteltu. Painoa kertyy vain murto osa metallihelan käyttöön verrattuna, ja rasituskeskittymätkin (stress consentratons & -risers) jäävät pienemmiksi.
Ps, Alinghin AC33 Valenciassa käyttämä catti on yleisön nähtävillä ja kuviahan on netti täynnä, siinä on hyvä esimerkki miten liitokset kannattaa tehdä, jos oikeasti haluaa keveyttä mistään muusta välittämättä. Metallia ei juuri muualta löydy kuin laakeripinnoista ja moottorista.
On kuitenkin ymmärrettävä että paino optimoitu ja kustannus optimoitu hiilimasto ovat todella kaukana toisistaan. Kaupallisesti valmiina saatavat edustavat jälkimmäistä vaihtoehtoa, koska siitä on kysyntää. Siitä vaan ei kannata tehdä sellaista johtopäätöstä ettei mikään muu olisi mahdollista.
Löysin+aika+hyvän+lähteen+sille+mstä+se+170+GPa+tulee:
Tuollahan puhutaan lähinnä Euler nurjahduksesta ja siinä käytettävästä E:stä. Tuolloin ollaan siis plastisella alueella. Vantteja ei käytetä lähelläkään plastista aluetta.
Jos ollaan tuon käyrän kaarevalla osalla, vantit venyvät pysyvästi. Niin voi toki tapahtua ja tiedän yhden veneen, jolla niin tapahtuikin. Mutta silloin on mitoitus mennyt pahasti pieleen.
Lues nyt uudestaan. Siitä kaavasta käy ihan selvästi ilmi että austeniittisella "plastinen alue" alkaa ihan nolla jännityksestä, mutta niin pienenä ettei sillä ole käytännön merkitystä. Toisin sanoen jännitys venymä käyrässä ei ole suoraa osaa.
Toki "plastinen" saattaa olla ihan väärä nimitys, ja se virhe on mun eikä linkin. Epälineaarinen joka tapauksessa. Jos oot siitä eri mieltä niin laitapa linkki jossa sanotaan ettei epälineaarisuutta austeniittisella ole.
siis kohdasta:
4.1.2 Effect of material non-linearity
In describing the effect of material non-linearity on the buckling strength of members it is helpful to consider idealised stress-strain curves. One useful idealisation is that proposed by Ramberg and Osgood.
e = s/E 0,002[s/fy]^n
, mutta kaava ei kyllä tänne tulostu oikein joten katso se siitä linkistä ko kohdasta:
http://fgg-web.fgg.uni-lj.si/~/pmoze/esdep/master/wg18/l0200.htm
n = 6 ilmenee hieman myöhemmin samasta linkistä.
Kuva 9 antaa suoraan sen käyrän, ja se neliöillä merkattu vastaa sitä n=6 tapausta.
Toki osa matskusta löytyy sen yläreunan previous linkin kautta, eli:
Lecture 18.1: Introduction to Stainless Steel.
Käsittääkseeni+poikkeama+lineaarisuudesta+tarkoittaa+teräksillä+palautumatonta+muutosta.+Niitä+ei+taatusti+ole+vanteissa+oikein+suunniteltuna.+Principles+of+Yacht+Design+sanoo,+että+vanttiin+ei+saa+käytössä+tulla+yli+50%+murtolujuudesta+ja+70%+saakka+ei+tule+pysyviä+muodonmuutoksia.+Tuo+50%+raja+tulee+rasitusmurtumien+välttämisestä.+Käyttöikä+menee+onnettoman+lyhyeksi,+jos+operoidaan+syklisillä+kuormilla,+kuten+riki,+noin+lähellä+myötörajaa.+Pätee+varmasti+myös+hiilikuidulle.