Erästä aiempaa ja vanhaa ketjua sivuten paremmalla otsikolla:
Onko kukaan toteuttanut, tai onko vinkkiä tai linkkiä miten voisi rakentaa purkkariin targakaaren epoksi-, lasikuitumatto-, laminointi- tms. -systeemillä? Tavoitteena olisi sopivasti muotoiltu, kuitenkin siro ja valkoinen targakaari johon voisi laittaa aurinkopaneelit, ja tarvittaessa muitakin kilkkeitä, vähän niinkuin guyline-tyyliin.. Rosterisia putkiräkkejä näkee kyllä silloin tällöin, mutta semmoinen ei istuisi omaan paattiin niin silmää hivellen kuin em. toteuttamalla..
--Luuppiketsi
Onko kukaan toteuttanut, tai onko vinkkiä tai linkkiä miten voisi rakentaa purkkariin targakaaren epoksi-, lasikuitumatto-, laminointi- tms. -systeemillä? Tavoitteena olisi sopivasti muotoiltu, kuitenkin siro ja valkoinen targakaari johon voisi laittaa aurinkopaneelit, ja tarvittaessa muitakin kilkkeitä, vähän niinkuin guyline-tyyliin.. Rosterisia putkiräkkejä näkee kyllä silloin tällöin, mutta semmoinen ei istuisi omaan paattiin niin silmää hivellen kuin em. toteuttamalla..
--Luuppiketsi
Vastaukset 123
Vanhimmat
On ollut sekä metallisia ja laminoituja ja metallinen oli parempi. Laminoimalla voi saada ihan nätin, mutta niin saa metallisestakin. Putkiviritelmät ovat yleisiä siksi, että ne on helppoja tehdä vakiotavarasta ja hinnasta tulee kohtuullinen ja paino on järkevä.
Laminoidun kaaren sisällä pitää olla jotain, jonka päälle kuidun laittaa. Targakaaressa tavaran pitää olla riittävän tukevaa ja kun sen päälle laittaa maton ja hartsin, niin rakennelmasta ei tule ainakaan kevyempää kuin teräksestä tai jopa alumiinista tehdystä. Kun paino kasvaa, niin pitää tehdä kestävämpi ja paino kasvaa ja... ymmärrät varmaan mihin tuo johtaa.
Jos et etsi ihan plastisia muotoja etkä halua käyttää hiilikuitua, niin metalliputkien päälle hitsatulla pellillä saa rtasaisen ja siistin pinnan eikä maalauksen jälkeen kukaan tiedä, mitä alla on.
Kyllä voi tehdä. Ensin tehdään puusta/vaneerista malli, tai mallin puolikas. Hiotaan ja maalataan 2-komponenttimaalilla. Jos se on ulkonäöltään hyvä, tästä plugista otetaan muotti. Muottiin lähdetään tekemään itse kaarta. Sinne voi valmistusvaiheessa laminoida sähköputkeakin, jos on tarvetta asentaa kaareen antenneja, valoja tms. täytetään divinycellillä. Sitten päälle lasikuitua ja topcoatia. Tästä tulee alapinta, ja sitä sitten hiotaan ja paklataan tasaiseksi. Maalataan lopuksi. Kaareen voisi myös jättää alapintaan aukkoja asennuksia varten, jotka sitten peitetään paneeleilla.
Miksi ihmeessä halat tehdä alapinnan paklaamalla ja yläpinnan muotissa?
Eikö toisinpäin pääsisi paljon helpommalla, kun alapinnasta halutaan sileä, ja yläpinnan voi vaikkapa karhentaa liukuestemaalilla ilman suurempaa paklaus ja hiontatyötä.
Yksittäiskappaleeseen helpompi, nopeampi ja halvempi tehdä suoraan kertakäyttömuotti.
Vielä toteutetusta projektista. http://bayliner265.blogspot.fi
Muutamia virheitäkin tuli matkan varrella tehtyä. Katto painaa noin 50-60kg. Riippuu millaista kaarta suunnittelet, mutta ei siitä välttämättä kovinkaan painavaa tarvitse laminoida.
"Katto painaa noin 50-60kg."
Melko painava näköjään tulee lasikuidusta. Muutaman projektin (esim. targakaari, veneen yläohjaamo ja avotilan katto) olen tehnyt, ja happonen-alumiini materiaaleilla tulee näköjään kevyempi rakenne kuin lasikuidusta.
Tämä vain näin painon kannalta, kun aloittajaa varoitettiin että lasikuituisesta tulee painavampi kuin metallista tehtynä.
Kun tein targa-kaaren (leveys 310 cm, korkeus 150 cm) 50 mm HST putkesta (tuplaputket vierekkäin), niin yksin sen jaksaa helposti kantaa ja jopa telakalla nostaa veneeseen. Eli ei kauheasti paina. Rakenne siis siellainen, jossa on kaksi targagaaren putkea (vinosti taaksepäin) ja lattaraudat sekä peltiveyt sivuissa pitämässä sen kasassa. Ylhäällä myös masto tutkaa ja ja antenneita varten muut tarpeelliset kiinnikkeet.
Painohan riippuu tietysti koosta, muodosta ja mitoituksesta. Kaikista materiaaleista saa painavan laittamalla "rautaa rajalle". HST:stä ei kevyttä saa, sillä se on varsin painavaa lujuuteensa nähden ellei ole kylmämuokattua, kuten polkupyörän pinnat tai purjeveneen vantit. Ostettavat alumiiniputket ovat yleensä aika hyvää lujuudeltaan, joten niistä voi saada kohtuu kevyen.
Hyvin suunnitellulla kerrosrakenteisella lasikuidulla, hiilikuidusta puhumattakaan, voi saada edellisiä kevyemmän tehtyä. Umpilaminaattinen tulee painavaksi ellei muoto ole sille edullinen (esim. U-palkki).
Mikähän sen katon pinta-ala mahtaa olla?
50 - 60 kg kokonaispainona kuulostaa valtavasti ylimitoitetulta.
Oman veneeni kajuutan katto painaa 4 kg/m^2, on 2,5 m leveä ja 4m pitkä, jolloin kokonaispaino on 40 kg valmiina. Sen päällä voi kävellä useampi aikuinen mies kerrallaan, ja yksi voi jopa hyppiä. Jos pudottaisi > 10kg ankkurin parin metrin korkeudelta kannelle olisi vaurio varma, mutta se ei haittaa kun ymmärrän olla pudottamatta. Sellaisen kesto edellyttäisi 3-4 kertaista laminaattipainoa iskupuolelle, eli yläpinnalle.
Katon tuenta on vain reunoilta.
Laminaatin kuivapaino on on yläpinnalla yhteensä 600 grammaa/m^2, alapinnalla 400 g^m^2. Hartsina on käytetty epoksia, ja se on jälkikovetettu 50 asteen korotetussa lämpötilassa valmistajan ohjeen mukaan. Väliaineen paksuus on minimissään 20 mm kauttaaltaan, mutta paikoitellen paksuus on tuplattu kantavaksi palkiksi ja sen yhteydessä on käytetty lisänä suunattua kuitua palkin suunnassa.
Katkokuitumattoa ei tietenkään ole käytetty lainkaan, koska siitä tehtynä lujuus/paino suhde romahtaisi.
Targakaaressa pitää laminaatin neliöpainoa varmasti kaaren ja varusteiden kiinnityskohdissa tuosta kannesta suurentaa reilusti, mutta pääosassa pinta-alaa sitä voi vähentää, ellei targan päällä ole tarkoitus kävellä. Samoin väliaineen paksuuden voi pääosin halutessaan puolittaa, jos kaaren ylä ja alapinnan etäisyys korkeussuunnassa on kuitenkin vähintään 5 cm muodosta johtuen, eli kotelo- tai C-profiili aerodynaamisesti muotoiltuna. Umpinaisena kerrosrakenteesta en targakaarta tekisi, koska silloin kiinnitysruuveista tulee pitkiä, ja väliaineen paikallisesta korvaamisesta kohtuuttoman painavaa. Jos tukevuus ja alapinnan ulkonäkö on poikkeuksellisen tärkeää, voi myös tehdä muotoillun C-profiilin, johon pulttaa uppokantaisilla koneruuveilla kauttaaltaan tasolevyn alapinnalle, jolloin kokonaisuus on kierto- ja taivutusjäykkä umpinainen kotelo, jossa ei ole mitään ulkonemia alapinnalla joihin voisi satuttaa päänsä. Kaikkien yläpuolen varusteiden kiinnitysmutterit jää siis kotelon sisään, ja niihin pääsee käsiksi vain kotelon alapinnan tasolevyn poistamalla. C-profiilin alapinnalle voi myös upottaa vaikkapa LED-valoja valaisemaan alapuolen tilaa. Siksi ei siis kannata käyttää U-profiilia ylösalaisin. Irrotettavaan tasopintaan niitä ei kannata upottaa, koska johdotus olisi vaivana aina tasolevyä irrotettaessa ja kiinnitettäessä.
Miten+600+++400+g/m2+eli+1+g/m2+kuitumäärästä+tulee+4+kg/m2?+Kuitua+on+hyvässä+laminaatissa+n.+puolet+painosta+ja+huonossa+30%.+Siis+4+kg/m2+laminaatissa+pitäisi+kuitua+olla+1,2-2+kg/m2.++Vai+käytitkö+painavaa+ydinainetta,+josta+tuli+2+kg/m2?
Minkä+veneen+kansirakenteessa+on+vain+1+kg/m2+mattoa?+Yksi+600+g/m2+rowing+tuottaa+vain+0,8+mm+paksun+laminaatin.+Gerrin+kirjan+mukaan+20-jalan+veneessä+sopiva+umpilaminaatti+kanteen+on+4+mm+ja+40+jalkaisessa+8+mm.+Kerrosrakenteessa+laitetaan+yleensä+40%+tuosta+ulos+ja+30%+sisään+eli+20-jalkaisessa+1,6+mm+(0,9-1,2+kg/m2+kuitua)+ulos+ja+1,2+mm+(600-900+g/m2)+sisään.+40+jalkaisessa+tuplat.+Kannen+sopivaksi+väliaineen+paksuudeksi+tulee+hänen+mukaan+15+mm+20-jalkaiselle+ja+30+mm+40+jalkaiselle.
20-jalkaisen+kansi+kerrosrakenteena+painaa+n.+6+kg/m2+ja+40-jalkaisen+n.+tuplat+noilla+mitoituksilla.
Käytin+PVC-vaahtoa,+nimellinen+tiheys++80kg/m^3,+jota+tulee+20mm+paksuudella+1,6+kg/m^2,+todellisella+tiheydellä+hieman+enemmänkin.
Siihen+lisätään+0,2+kg/m^2,+koska+osalla+pinta-alaa+on+tupla+paksuinen+vaahto.+Lopuksi+vaahdon+liitos+laminaattiin+lisää+hartsin+kulutusta+kenties+noin+0,2+kg/m^2,+sisältäen+molemmat+pinnat.+Yhteensä+2+kg/m^2.+Siihen+lisätään+laminaatin+kuivapaino+1+kg/m^2,+ja+lisäksi+10%+lisää+palkkien+alueen+suunnatusta+kuidusta,+eli+1,1+kg/m^2.+Tähän+mennessä+siis+yhteensä+3,1+kg/m^2.+Tähän+lisätään+kuivan+kuidun+kastelemiseen+kuluva+hartsi,+noin+0,5+kg/m^2,+eli+nyt+kokonaispainoa+tulee+jo+3,6+kg/m^2.
Tähän+kun+lisätään+laskelmaan+helojen+paikoille+vaahdon+tilalle+huomattavasti+suuremman+tiheyden+laminaatti,+mutta+vain+pienelle+pinta-alalle,+tulee+painoksi+jo+3,7...3,8+kg/m^2.+Ja+lopuksi+muotin+puolelle+pelkkä+maali+ja+toiselle+karhennusmaali,+mikä+painaa+hieman+enemmän+niin+päästään+4,0+kg/neliömetri+lukemaan.
Ja+kuten+jo+sanoin,+mattoa+ei+ole+ollenkaan+pilaamassa+lujuus/painosuhdetta.
Gerr+suosittakoon+toisin,+jos+haluaa+iskun+kestävyyttä+on+se+tarpeenkin,+mutta+tuo+on+täysin+riittävä+kun+iskuja+ei+tule,+ja+päällä+voi+kulkea+aivan+normaalisti+kannen+taipumatta+yhtään+häiritsevästi.+Jos+oikeasti+haluaisi+kevyen+ja+olisi+siitä+valmis+myös+maksamaan,+voisi+hiilikuitua+
+ja+hunajakennoa+käyttäen+päästä+ehkä+johonkin+2,5+kg/m^2+lukemiin+samalla+taivutuslujuudella+ja+hieman+paremmalla+jäykkyydellä.+Mutta+johan+tuossa+tekemässänikin+säästää+reilusti+turhassa+painossa+Gerrin+suosituksiin+verrattuna,+ja+ainoa+asia+missä+käytännössä+on+painon+lisäksi+olennaista+eroa+on+iskunkestävyys.
Ps,+kunnollisella+alipainelaminointina+(max+150+mBar+abs+paine)+4800+g/m^2+kuivapaino+suunnatuilla+kuidulla+tuottaa+3,9-4,0+mm+paksun+E-lasilaminaatin.+Jos+hartsi/lujitesuhde+pysyisi+ohuemmassa+samana,+tulisi+600+g/m^2+lujitteesta+vain+0,5+mm+paksu+laminaatti.+Käytännössä+tulee+hieman+paksumpi,+koska+pintaan+jää+esim+repäisykankaan+jäljiltä+hieman+harsirikkaampi+pintakerros.
Polyesterillä laminoidessa on tarpeen sitoa kanagaskerrokset hyvin toisiinsa, jolloin joka toisen kerroksen on syytä olla katkokuitua. Epoksilla saadaan riittävän luja sidos muutenkin ja katkokuitumatot eivät edes ole yleensä soveltuvia epoksilaminointiin.
Kerrosrakenne on hyvin jäykkä, mutta kyllä tuo käytetty lasikuitumäärä kuulostaa kovin pieneltä.
Katkokuitukerros välissä ei sido kerroksia toisiinsa lujuuden kannalta yhtään sen paremmin kuin ilman sitä riippumatta käytetystä hartsista ja sen kovetusprosessista. Se lisää laminaatin kokonaispaksuutta, ja siten sen taivutuslujuutta, -jäykkyyttä sekä painoa. Samalla leikkausjännityksellä saavutetaan silloin paksummasta laminaatista johtuen suurempi leikkauslujuus, mikä voi johtaa tuollaiseen virhepäätelmään, että kerrokset olisivat paremmin kiinni toisissaan, vaikkeivat ne olekaan.
Lasikuitumäärä on mitoitettu paneelin taivutuslujuuden mukaan täydellä jännevälillä, ja laminaatin ja väliaineen painojen suhde optimoitu siten että kokonaispaino jää mahdollisimman pieneksi. Jäykkyys ei siis ole mitoituskriteeri, koska sitä on ns riittävästi tuolla mitoituksella muutenkin. Se siis kuulostaa pieneltä siksi, että yleensä ollaan niin kaukana kyseisestä optimista, koska iskulujuutta painotetaan siitä huolimatta että se johtaa olennaisesti suurempaan painoon. Lisäksi mahdollisesti CE-merkinnän takia noudatettu ISO-normisto suosittaa suurempi laminaattipaksuuksia, muttei perustele sen tarvetta mitenkään, eikä sen noudattaminen ole pakollista edes CE-merkityissä veneissä. Kestävyys voidaan osoittaa koeponnistamalla näytepala murtolujuuteensa ja toinen sitten koepala väsytyskokeisiin.
Kiitokset vastauksista! Ajatus oli liimata/laminoida ja taivuttaa kaksi vaneria (esim 6mm vaneri) päällekkäin, tulisi jäykkyyttä. Semmoiset pystytuet sitloodan molemmille puolille ja sitten näiden väliin vaakatasoon yhdyskappale. Sitten päälle epoksia ja lasik.mattoa, hionnat yms ja lopuksi jotain 2-komp maalia jokunen kerros.. Toimisiko noin idea-tasolla? Jos ok, niin löytyisikö jostain jotain ohjeita tai kokemuksia? Baylinerin targa näytti tosi tyylikkäältä, löytyykö kuvia välivaiheista tai muuta lisäinfoa? Menikö projekti hyvin, paljonko kertyi tunteja ja euroja?
--Luuppiketsi
Kannattaa tehdä holvityyppinen rakenne ilman suoria yläkulmia eli alhaalta selvästi leveämpi kuin ylhäältä. Tulee tukevampi.
Oletko joskus kokeillut taivuttaa 6 mm vaneria kuivana huoneenlämmössä?
Taipuu paljon vähemmän kuin luulet, ennenkuin pintaviiluihin rupeaa tulemaan vaurioita, minkä kuulet rutisevasta äänestä.
Höyryttämällä saa pintaviilut taipumaan helpommin, mutta miksi nähdä sitä vaivaa kun 4mm vaneri taipuu höyryttämättä kuitenkin jo paremmin?
Koivu taipuu kuivana paremmin kuin havuvaneri.
12 mm (2 kpl 6mm tai 3 kpl 4mm) vaneri painaa neliötä kohti jo > 6,5 kg kuusenakin, koivuna selvästi enemmän. Et siitä ainakaan kevyttä kyllä saa.
Jos haluat oikeasti taivuttaa, hommaa 3-viiluista 2mm koivuvaneria. Ja liimaa taivutetut palat yhdeksi sopivan paksuiseksi vaneriksi.
PVC-vaahdolla pääsisit tosin paljon helpommalla taivutuksessa, varsinkin esim saunassa tasaisesti lämmitettynä.
Sori Bayliner, hyvin löytyikin kuvia työvaiheista!! Niistä tulee olemaan suuresti iloa..
--pelleP
Itse tekisin divinycellistä tai kevyistä puurimoista muodon ja ytimen, jonka päälle laminointi. Muotin tekeminen yhtä kappaletta varten ei ole järkevää. Kerrosrakenteisena tuosta tulee paljon kevyempi kuin vanerista tai umpilaminaatista.
Ja teräksestä vielä kevyempi...
Teräksestä ei kyllä kevyttä saa, varsinkaan merivettä kestävästä kylmämuokkaamattomasta. Suurlujuusteräksestä saa aika kevyen, mutta alumiinista paljon kevyemmän ja komposiitista vielä kevyemmän. Hiilikuitu tietysti aivan ylivoimainen, mutta kyllä kerrosrakenteisesta lasikuidusta tai kylmälaminoidusta puusta saa varsin kevyitä paneeleita tehtyä.
Millin teräslevyä vastaa painonsa puolesta 3 mm lasikuitua. Päälle tulee mahdolliset vanerit ym. jotka on laminoitu rakenteeseen.
Kukin taaplaa tyylillään
Jos+verrataan+hyvään+alipainelaminaattiin,+painaa+3mm+terästä+samanverran+kuin+13mm+E-lasista+tehtyä+umpilaminaattia.+Hartsipitoisella+laminaatilla+voi+tiheyttä+saada+jopa+sen+verran+alaspäin,+että+3mm+terästä+vastaakin+15+mm+paksua+laminaattia.+Molemmat+alhaisen+tiheyden+epoksille.
Tiheämpiä+hartseja+toki+löytyy+niin+poly-+vinyyliesteri+kuin+epokseistakin,+joita+käyttäen+saman+painon+saa+ohuemmalla+laminaatilla.
Tiheyden+nostaminen+lähes+kolmannekseen+teräksestä+edellyttäisi+kuitenkin+jo,+ettei+laminaatissa+ole+hartsia+ollenkaan,+vaan+kyse+on+100%+E-lasista,+tiheys+2500+kg/m^3.
Alumiiniseokset+ovat+sitten+siitä+vielä+aavistuksen+tiheämpiä,+2700+kg/m^3+on+tavallinen+lukema,+kun+taas+austeniittiset+teräkset+ovat+7900+kg/m^3.
Lasikuitulaminaatti painaa kuitupitoisuudesta riippuen n. 1500 kg/m3. Teräs 7800 kg/m3 ja haponkestävä n. 8000 kg/m3. 1 mm teräs vastaa siis painoltaan n. 5 mm lasikuitua. Tai kerrosrakennetta, jossa on 4 mm lasikuitua ja 15 mm paksu väliaine.
Lasikuitulaminaatin kimmokerroin on n. 10 GPa ja murtolujuus n. 200 MPa. Haponkestävän kimmokerroin on n. 200 GPa ja murtolujuus n. 500 MPa ja myötöraja vain samat 200 MPa. Tuo 5 tai 4 mm lasikuitu siis joustaa vetosuuntaan 4-5 kertaa enemmän, mutta toisaalta kestää 4-5 kertaa enemmän vetoa ilman pysyvää muodonmuutoksia.
Veneen rakenteissa yleensä paneelin taivutus on se ratkaisevin tekijä. Taivutuksessa 5 mm umpilaminaatti on n. 6 kertaa jäykempää ja n. 5 kertaa lujempaa kuin 1 mm teräs. Kerrosrakenne pistää vielä reilusti paremmaksi. Tuo 2 mm pintalaminaatilla ja 15 mm ytimellä on taivutuksessa on lähes 30 kertaa jäykempää ja 7 kertaa lujempaa kuin umpilaminaatti.
Kerrosrakenteen jäykkyyteen päästäkseen teräslevyn pitää olla lähes 6 mm paksua eli painaa lähes 6-kertaisesti. Toki jäykisteiden avulla päästään vastaavaan jäykkyyteeen ohuemmallakin levyllä. Taivutuslujuudeltaan kerrosrakenne on edelleen ylivoimainen tuohon lähes 6 mm paksuun teräkseen verrattuna.
1 mm teräslevy on siis todella letkua ja heikkoa vaatien hyvin tiheän jäykisteverkoston, joka taas painaa.
Hah hah.
Palataanko maanpinnalle?
Aloittaja halusi itse tehdä kaaren, johon käyttää vaneria ja lujitemuovia. Kyse ei ole siitä, mikä on osaajalle, jolla on rajaton budjetti, mahdollinen vaan sellaisesta rakenteesta, jon on kutakuinkin maallikon tehtävissä hänen itsensä määrittelemistä tarvikkeista ja kertomalla tekniikalla.
Maalikon on aivan helppo tehdä kerrosrakenteinen kaari divinycellistä ja lasikuidusta. Sen kun liimailee kasaan divinycell-paloista, hioo muotoonsa, laminoi päälle, tasoittaa pakkelilla, hioo sileäksi ja maalaa.
Helpompaa tuo on kuin vanerista ja lasikuidusta tekeminen. Eikä hiilikuidullakaan laminoiminen ole sen vaikeampaa ellei tavoittele äärimmäisen lujia ja kevyitä rakenteita, jolloin vaaditaan alipainetta ja uunia.
Teräksestä tekeminen vaatii omat taitonsa ja millään ei saa yhtä kevyttä. Alumiinin hitsaamista harvempi osaa.
Kevyt on suhteellinen käsite. Jos teräastä vertaa hiilikuituun, niin se on painava, jos sitä vertaa 6mm vaneerirakenteeseen, joka on laminoitu lujitemuovin sisään, se on kevyt.
Terästäkin on montaa laatua, Docolilla päästään alumiinin painoihin.
Tavallisen kuolevaisen tekemä targakaari ei tule olemaan lähelläkään kevyintä mahdollista eikä sellaisessa edes olisi mitään mieltä. Silloin rakenteesta tulisi niin ohut, että sitä pitäisi vahvistaa aina, kun siihen porataan uusi reikä tai laitetaan uusi härpäke.
Eihän tuo 6 mm vaneri mikään erityisen painava ole. Vanerin tiheys on 500 kg/m3 eli painaa saman verran kuin 0,4 mm teräslevy, jolla ei voi mitään tehdä. Lasikuitua tuohon ei paljoa päälle tarvita, lähinnä kosteussuojaksi.
Tietenkään mitään käyttöveneen rakennetta ei optimoida hajoamisrajalle. Järkevällä rakenne- ja materiaalivalinnalla saa kevyen ja erittäin kestävän.
Docol on ruostuvaa, tuskin kukaan sellaista haluaa ellei venekin ole ruostuvaa terästä. Eikä siitä saa läheskään yhtä kevyttä kuin hyvälaatuisesta alumiinista samoilla lujuus- ja jäykkyyskriteereillä. Kuinkas monta teräslentokonetta olet nähnyt? Entä teräsmastoa, joka olisi painoltaan lähellekään alumiinia? Tai hyvin kevyttä teräsrunkoista polkupyörää?
Teräksellä on monta hyvää käyttökohdetta, mutta kevyt ja jäykkä paneeli tai palkki eivät ole niitä. Esimerkiksi purjeveneen peräsinakseleissa terästä (paljon Docolia lujempaa ruostumatonta) käytetään, mutta ainoa peruste sille on se, että halkaisija pysyy pienenä, jolloin peräsin saadaan muotoiltua vapaammin. Alumiinilla saadaan paljon kevyempi, mutta halkaisijasta tulee suurempi. Hiilikuidulla päästään teräksen halkaisijaan ja paino jää murto-osaan.
Kuinka monta lasikuitumastoa, polkupyörää tai lentokonetta olet nähnyt?
Niitäkään ei ole montaa, joten argumenttisi menee rosvosektoriin. Docolilla saadaan sopivissa paikoissa parempi lujuus ja keveys kuin mulla materiaaleilla. Monenko auton turvarakenteissa on käytetty lasikuitua, vaneria tai alumiinia (asuntoautoja ei lasketa eikä niissä ole turvakoriakaan.)?
Lasikuitulaminaatista tehty masto löytynee jokaisesta Laserista, eli niitä on (kymmeniä-satoja) tuhansia. Ennen hiilikuidun yleistymistä pääosa purjelentokoneista tehtiin lasikuitulaminaatista, eli niitäkin on koko maailmassa vähintäänkin satoja.
Yhtään lasikuidusta tehtyä polkupyörää en ole kylläkään nähnyt. Johtunee varmaan siitä että sellainen maksaisi liikaa, ja tulos olisi turhan joustava, tai painava tai sekä että.
Alumiiniseoksia on käytetty autojen turvarakenteissa. Veikkaisin tiettyjen Audin mallien, sekä Tesla S:n ainakin kuuluvan joukkoon. Lasikuitua tai vaneria sieltä tuskin löytyy, jälkimmäinen sisältäisi piiloon jäävän lahomisriskin, jota tuollaisessa tarkoituksessa ei voitane hyväksyä. Edellinen joustaa paljon kimmoisasti, mutta ei varastoi energiaa itseensä suurella murtovenymällä plastisella alueella, kuten moni metalliseos, joten ei toimi yhtä hyvin energiaa sitovissa turvarakenteissa. Toki kuskin ja matkustajien ympärillä lasikuitulaminaattia olisi mahdollista käyttää turvakehikkona, mutta jos se jostain kohtaa murtuu, niin syntyvät säleet suurella liike-energialla lisäävät merkittävästi syntyviä vammoja, toisin kuin plastisesti muotoaan muuttava metalli. Se siis vaatisi selvästi suuremman mitoituslujuuden, joten siitä tulisi vähintään yhtä painava kuin metallisestakin. Ja silloin törmäyksessä varastoitunut kimmoenergia pahimmillaan lähes tuplaisi matkustajien liikemäärän muutoksen, heidän singahtaessa samalla vauhdilla vastakkaiseen suuntaan. Kimmoisat törmäykset ovat siis ihmisille paljon vaarallisempi kuin täysin kimmottomat samalla vauhdilla ja auton massalla, joten laminaatin käyttö ei silloinkaan ole hyvä idea. Silti F-1 luokan autoissa käytetään hiilikuitulaminaatista tehtyä turvakoria, sen salliman painon säästön takia, ei siis siksi että se olisi kolarissa metallista turvallisempi.
"Esimerkiksi+purjeveneen+peräsinakseleissa+terästä+(paljon+Docolia+lujempaa+ruostumatonta)+käytetään,+mutta+ainoa+peruste+sille+on+se,+että+halkaisija+pysyy+pienenä,+jolloin+peräsin+saadaan+muotoiltua+vapaammin.+Alumiinilla+saadaan+paljon+kevyempi,+mutta+halkaisijasta+tulee+suurempi."
Lujimmat+AusteniittisFerriittiset+ruostumattomat+teräkset+saavuttavat+RP_0,2+>+1000+MPa.
Jos+alumiiniseoksesta+tehdyn+halkaisija+olisi+1,5+kertainen,+pitäisi+sillä+saavuttaa+RP_0,2+>+(1000+/+(1,5^3)+=+296+MPA.+Mitä+aluseosta+meinasit+peräsinakselissa+käyttää+jolla+tuohon+päästään?
Tavallisimmat+lienevät+6061+ja+6082+seokset,+joilla+Rp0,2+on+tämän:+https://www.alumeco.fi/alumiini/profiilit/pyoroputket/en-aw-6082/60-x-3-mm--anodisoitu-15-my/p/582/18810+mukaan+parhaimmillaan+vain+260+MPa,+eli+ei+vielä+riitä+1,5+kertaisella+halkaisijalla.
1,57-kertaisella+riittää,+mutta+painoakin+on+silloin+jo+2710*2,57^2+/+7900+kertaisesti,+eli+noin+85%+teräsakselista.
Mutta+onko+15%+kevyempi+sitten+jo+paljon+kevyempi?
Entä+jos+olisi+verrattu+staattisen+taivutuksen+sijaan+väsymisen+kestoa.+Silloin+alumiiniseoksella+ja+1,7+kertaisella+halkaisijalla+olisi+päästy+samaan+painoon,+mutta+vieläkin+aluseoksella+olisi+huonompi+väsymisen+kesto.
Todellinen+alumiiniseoksen+etu+lujaan+ruostumattomaan+nähden+tulee+esiin+vasta+kun+käytetään+onttoa+putkea+umpitangon+sijasta,+jos+kyse+on+väsyttävästä+taivutuskuormituksesta.+Tai+jos+sovellus+sallisi+lujien+korroosiolle+alttiiden+aluseosten+käytön,+kuten+vaikkapa+7075.+Itse+en+sellaista+ainakaan+peräsinakselissa+kyllä+käyttäisi.+Lentokoneissa+se+oli+aikanaan+ihan+hyvä+seos+ennen+komposiittiosien+yleistymistä+sopivasti+lämpökäsiteltynä+ja+korroosiosuojattuna+pinnoitteella.+(esim+maali)
Jefa+käyttää+6082+alumiinia+ja+teräksenä+joko+aisi+329+tai+aisi+630+peräsinakseleissa.++Ei+kerro+millaisella+käsittelyllä.+6082+löytyy+myötölujuuksia+250-310+MPa,+aisi329+450-550+MPa+ja+aisi630+750-1200+MPa.
Samalla+painolla+umpiakselin+halkaisija+on+alumiinilla+1,7+kertainen.+Alumiini+on+silloin+n.+1,7+kertaa+jäykempi.+Saman+jäykkyyden+saa+jo+1,4+kertaisella+halkaisijalla,+jolloin+alumiini+on+30%++kevyempi+ja+myötölujuudeltaan+sama+kuin+aisi329.+
Aisi630+suurimpien+myötölujuuden+käsittelyillä+pääsee+6082:sta+jopa+pienempään+painoon+myötölujuuden+puolesta,+mutta+jäykkyys+on+silloin+paljon+huonompi.
Tuossa yllä esitin juuri lähteen, jonka mukaan 6082 T6 Aluseoksella suurin saavutettu RP0,2 ohuella kappaleella oli 260 MPa. Murtolujuudessa pääästään kyllä 310 MPa saakka ko seoksella.
Sinä kuitenkin väitit että myötälujuuuskin olisi 310 MPa ko seokselle jollain lämpökäsittelyllä. Laitapa linkki lähteeseen jossa niin väitetään.
Sama jäykkyys 1,4 kertaisella halkaisijalla Aisi 630 teräkseen verrattaessa ei kyllä onnistu mitenkään. Sulla on joko laskuvirhe, tai laskentaperiaate väärä. Eli jos vertaat pelkkiä kimmomoduleita, eli taivutusta hyvin pienllä kuormalla. Järkevillä mitoitus kuormituksilla sekä aluseokset että Aisi 630 ovat epälineaarisella jännitys/venymä käyrällä, mikä tulee ottaa taipumissa huomioon, koska se on aivan olennaista suuruusluokkaa.
Peräsinakseleissa mitoitus joudutaan todellisuudessa tekemään kuitenkin taivutusväsymisen perusteella. Ja silloin Aisi 630 on selkeästi parempi materiaali pieneen painoon pyrittäessä, kun akseli on umpitavaraa ja poikkileikkaukseltaan ympyrä, vaikka se taipuukin 6082T6 alumiinia enemmän.
Tilanne olisi toinen ainoastaan, jos voitaisiin käyttää onttoja putkia akseleina, joissa voisi laakerien kohdalla olla sisäpuolinen täyte. Mutta silloin alu-akselin ulkohalkaisija olisi jo tolkuttoman suuri todellisiin lapioperäsimiin käytettäväksi, joten idea jää teoreettiseksi spekulaatioksi.
Jaa,+tuli+hutiloitua,+joten+korjaan.
Otetaanpas+tämä+kohta:+"Samalla+painolla+umpiakselin+halkaisija+on+alumiinilla+1,7+kertainen.+"
"Alumiini+on+silloin+n.+1,7+kertaa+jäykempi.+Saman+jäykkyyden+saa+jo+1,4+kertaisella+halkaisijalla,+"
"jolloin+alumiini+on+30%+kevyempi+ja+myötölujuudeltaan+sama+kuin+aisi329.+"+
vielä+uudestaan.
Jos+alun+halkaisija+kasvaa+teräkseen+nähden+1,4+kertaisesta+1,7+kertaiseksi,+kasvaa+sen+taivutusjäykkyys+(1,7/1,4)^4+kertaiseksi,+eli+2,174+kertaiseksi+samalla+taivutusjännityksellä+mitattaessa.
Samalla+taivutusmomentilla+mitattaessa+ohuemman+alu-akselin+jännitys+on+paljon+suurempi,+ja+ero+taipumassa+olennaisesti+yllä+laskettua+suurempi.
Jos+siis+1,4+kertaisen+taivutusjäykkyys+olisi+sama+kuin+teräksellä,+niin+1,7+kertaisen+alun+taivutusjäykkyys+olisi+vähintäänkin+2,174+kertainen,+mutta+voi+olla+vielä+paljon+enemmänkin+jos+verrataan+samalla+taivutusmomentilla.+Vain+1,7+kertaiseen+ei+päästä+mitenkään.
Sitten+väiteeseesi+myötölujuudesta+1,4-kertaisella+halkaisijalla.+Taivutuslujuus+kasvaa+halkaisijan+kolmannessa+potenssissa,+eli+1,4-kertainen+halkaisija+=>+2,74-kertainen+taivutuslujuus+samalla+materiaalilla.+RP0,2+=+260+MPa+1,4+kertaisella+halkaisjalla+vastaa+siis+sellaisesta+materiaalista+tehtyä+ohuempaa+akselia,+jonka+RP0,2+olisi+260*2,74+MPa+=+713++MPa.
Sinun+mukaasi+aisi329+450-550+MPa,+eli+selvästi+heikompaa.+Staattinen+taivutuslujuus+olisi+siis+1,4+kertaisella+halkaisijalla+noin+30%+parempi+kuin+aisi329+teräs+akselilla.
Ehkäpä+taivutusväsytyslujuudessa+nuo+ovat+jollain+kuormitusmäärällä+samoja,+ainakin+suuruusluokka+lienee+sellainen.
Tuli+hosuttua+laskennassa.+Käytin+paneelin+riippuvuuksia+eli+jäykkyys+kasvaa+paksuuden+kolmannessa+ja+lujuus+toisessa+potennissa.+Ympyräpoikkileikkauksen+halkaisijalla+potenssit+ovat+tietysti+3+ja+4.
Samalla+painolla+siis+jäykkyys+on+2,9+kertainen+(1,7^4*70/200=2,9)+ja+sama+jäykkyys+saavutetaan+jo+1,3+kertaisella+halkaisijalla,+jolloin+painoa+säästyy+yli+40%.+Jäykkyys+tietysti+lasketaan+kimmokertoimella.+Plastinen+alue+ei+kiinnosta,+sinne+ei+ole+syytä+joutua,+sillä+sen+jälkeen+akseli+on+käyrä+ja+uusittava.+Normaalikäytössä+jäykkyys+vaikuttaa+mm.+laakereiden+suunnitteluun+ja+toimintaan,+akselin+ja+lavan+välisen+sauman+tiiveyteen+ja+siihen+miten+kohtisuorassa+runkoon+nähden+peräsin+on+purjehdittaessa.
Lujuudessa+1,7+kertainen+halkaisija+on+1,7^3=+4,9+kertaa+parempi.+Siis+260+MPa+1,7+kertaisella+halkaisijalla+on+lujuudeltaan+vastaava+kuin+1280+MPa+ohuempi.+AIvan+noin+lujaa+AISI630:stä+ei+ole.
Täällä+on+ilmoitettu+6082:lle+310+MPa+myötörajakin:+https://www.thyssenkrupp-materials.co.uk/aluminium-6082.html
Tuolla+siis+samalla+painolla+lujuus+olisi+jo+merkittävästi+parempi+kuin+paras+AISI630.
Väsyminen+ja+vastaavat+otetaan+huomioon+varmuuskertoimissa.+Principles+of+Yacht+Design+kirjassa+käytetään+peräsinakselin+halkaisijalla+mitoituskaavaa,+jossa+"lujuus"+on+kaavassa+kolmannen+potenssin+tekijänä.+Lujuutena+käytetään+pienempää+arvoista+myötöraja+ja+murtoraja/1,7.+AISI630:lle+ja+6082:lle+tuo+jälkimmäinen+on+aina+pienempi.+AISI329:lle+saattaa+myös+myötöraja+olla+alempi.
Noilla+kaavoilla+siis+parhaan+6082:n+"lujuus"+olisi+340/1,7=200+MPa,+parhaan+AISI630+1300/1,7=760+MPa+ja+AISI329+550+MPa.
Alumiini+on+noista+kevein.+AISI630+nähden+halkaisija+1,56+kertainen+eli+painoa+16%+vähemmän.+AISI329+nähden+1,4-kertainen+eli+painoa+32%+vähemmän.
AISI630+lienee+hinnaltaan,+varsinkin+noilla+parhailla+käsittelyillä+aivan+eri+luokkaa+kuin+6082.
"Lasikuitulaminaatin kimmokerroin on n. 10 GPa ja murtolujuus n. 200 MPa"
Nuo arvot voivat olla oikeita jollekin ruiskulaminaatille, tai vaihtoehtoisesti matolle ja polyesterille, kun laminaattiin on jäänyt ilmaakin.
Amatööri pääsee helposti epoksia ja enintään 300 g/m^2 E-lasi twilli-kangasta käyttäen laminaattiin, jonka vetomurtolujuus on molemmissa suunnissa joissa kuituja löytyy vähintään 500 MPa.
Ko laminaatin vetolujuus -45 asteen suunassa on sitten huomattavasti alhaisempi, mutta sillä seikalla ei liene juuri merkitystä, kun laminaatti on taivutuskuormituksessa targakaaren pinnassa ollessaan. Kiertolujuus ja -jäykkyys ovat silti aivan riittäviä käyttötarkoitukseensa, jos kaaren poikkileikkausken muoto ei ole ohut levy, vaan C tai jopa kotelo.
Tuo 200 MPa on tuolta: http://virtual.vtt.fi/virtual/proj3/tyovene/luku9/luku_9.htm
Tuossa ei ole epoksia lainkaan. Polyesterilläkin 500 MPa on mahdollinen, mutta kaukana tyypillisestä. Ruiskulaminoinnilla tai pelkällä katkokuidulla ei pääse tuon mukaan 200 MPa:han.
"Jäykkyys+tietysti+lasketaan+kimmokertoimella.+Plastinen+alue+ei+kiinnosta,+sinne+ei+ole+syytä+joutua,+sillä+sen+jälkeen+akseli+on+käyrä+ja+uusittava."
Ongelma+on+siinä,+ettei+aus-fer+teräksellä,+eikä+6082+alumiinilla+tarkalleen+ottaen+ole+mitään+suhteellisuusrajaa,+jota+pienemmällä+jännityksellä+jännitys/venymäkäyrä+olisi+lineaarinen.
Ferriittisellä+rakenneteräksellä+taas+on,+kuten+muillakin+ruostuvilla+teräksillä.
On+siis+ihan+sama+kutsutko+asiaa+plastiseksi+alueeksi+vai+joksikin+muuksi,+kun+todellinen+venymä+on+joka+tapauksessa+suurempi+kuin+kimmomodulin+perusteella+laskettuna.+Alumiinilla+ja+aus-fer-teräksellä+tuon+lisä+venymän+suhteellinen+osuus+kokonaisvenymästä+silloin,+kun+jännitystaso+on+murtojännitys+/+1,7+ei+todellakaan+ole+sama,+eikä+kummallakaan+epäolennaisen+pientä.
Jos+esim+alun+RP0,2+on+260+MPa,+paljonko+se+venyisi+260+MPa+jännityksellä,+kun+kimmomoduli+on+70+GPa?
Vastaus,+lineaarinen+venymä+on+260/(70+000)+=+0,3714%,+ja+sen+päälle+tulee+0,2%+lisää+venymää.+Kokonaisvenymä+on+siis+0,5714%.
Nyt+jos+murtolujuus+olisi+306+MPa,+ja+jännitystaso+306/1,7+MPa+=+180+MPa,+niin+paljonko+venymä+nyt+olisi.+Tarkkaan+en+voi+kertoa,+mutta+likiarvon+voin.+Oletetaan+lisävenymän+noudattavan+parabolista+käyrää,+silloin+sen+suuruus+on+(180+MPa/260MPa)^2+*+0,2%+=+0,096%
Lineaarinen+venymä+on+(180MPa/70000MPa)+=+0,257%
Kokonaisvenymä+olisi+likimäärin+0,257%+++0,096%+=+0,353%.
Sellainen+venymä+olisi+myös,+jos+kimmomoduli+olisikin+50,991+GPa,+ja+venymäkäyrä+lineaarinen.
Eli+mikäli+kimmomoduli+olisi+todellista+27%+alempi.+Se+ei+ole+mitätön+ero.+630+teräsakselin+osalta+tuo+prosenttiluku+ei+ole+sama+silloin,+kun+sen+jännitystaso+on+murtolujuus+/++1,7.
Veikkaisin+sen+olevan+selvästi+pienempi,+mutta+käytettävissä+ei+ole+tarpeeksi+tarkkaa+tietoa+asiasta.+Siksi+pelkällä+kimmomodulilla+laskien+päätyy+väärään+lopputulokseen+alu+ja+ko+teräs+akselin+jäykkyydestä+tietyllä+halkaisijan+suhteella+ja+samalla+varmuuskertoimella+1,7+murtolujuuden+suhteen.+Virhe+ei+ole+mitätön,+vaan+olennainen.
Mutta se olennaisin seikka on silti väsyminen. Varmuuskerroin 1,7 staattiseen murtolujuuteen ei tuota molemmille materiaaleille samaa väsymisen kestoa. Ei sinne päinkään. Tarvittaisiin Wöhler käyrät molemmista materiaaleista oikeassa karkenevuustilassa, tai softa jonne asia on jo valmiiksi ohjelmoitu oikein. Pienemmillä jännitystasoilla teräs kestää ikuisesti, mutta käytettävissä olleiden lähteiden mukaan alumiiniseos väsyy aina vaan hitaamin, mutta silti se väsyy. Joissain on väitetty tuon tiedon olevan vanhentunutta eli virheellistä, mutta luotettavaa selvitystä asiasta ei ole tullut vastaan. Mikäli alulla sellainenkin jännitystaso on jolla se ei väsy, on se paljon kauempana murtolujuudesta kuin teräksellä. Perusausteniitti väsyy selvästi ferriittistä enemmän, mutta aus-fer pärjää paljon sitä paremmin. Käytetäänhän siitä tehtyjä jousiakin väsyttävissä olosuhteissa, ja niissä käytetään aika suuria jännityksiäkin. Alumiinisista jousista en ole koskaan edes kuullut, ja tuskin tulen kuulemaankaan, koska väsymisen välttäminen vaatisi niin alhaisen jännitystason ettei jousta enää käytännössä järkevästi saataisi aikaan.
Mutta+tuonne+0,2%+rajalle+mentäessä+tulee+pysyvä+0,2%+muodonmuutos,+josta+sitten+seuraava+kuormitus+lähtee+liikkeelle.+Ei+tuollaista+eikä+suurinta+osaa+muistakaan+rakenteista+suunnitella+niin,+että+ollaan+koskaan+lähelläkään+tuota+myötörajaa+eli+pysytään+tukevasti+lineaarisella+alueella+kaikissa+normaalitilanteissa.+Tuo+myötöraja+tuo+vain+lisäturvaa,+että+kertaluontoisessa+ääritilanteesa+peräsinakseli+ei+kerralla+väänny+käyttökelvottomaksi.
Ääritilanteessa+ei+enää+ole+väliä+toimiiko+laakerit+hyvin+ja+onko+peräsin+kohtisuorassa+runkoon+nähden.+Siitä+pitää+vain+selvitä+ilman+rakenteellisia+vaurioita.
Tuo+1,7+ei+todellakaan+ole+kaavan+ainoa+varmuuskerroin+ja+eihän+sitä+edes+käytetä+materiaaleilla,+joilla+myötyraja+on+alhainen+murtomisrajaan+saakka.+Tuon+1,7+jälkeen+ollaan+siis+edelleen+aivan+ääritilanteessa,+joka+ei+pitäisi+koskaan+sattua+kohdalle.+Joku+valtavan+aallon+aiheuttama+veneen+paiskautuminen+tms.+Normaalit+purjehdusluormat+ovat+murto-osa+tuosta.
Tietysti+voi+spekuloida+onko+suunnittelunormeissa+"oikein"+olla+kaikille+metalleille+sama+varmuuskerroin+käsittely.+Väsyminen+tuskin+kuitenkaan+on+ongelma+peräsinakseleiden+kohdalla,+jos+ne+on+tuon+mukaan+mitoitettuja.+Suurempi+epävarmuus+liittynee+maksimikuorman+laskuun+eli+lähinnä+millä+nopeudella+ja+nostovoimakertoimella+suurin+voima+lasketaan.
Nykyään+teräs-+ja+alumiiniakseleita+katkeaa+tai+taipuu+äärimmäisen+harvoin,+vaikka+peräsimet+ovat+syvempiä+kuin+ennen.+80-luvun+veneissä+akseliongelmat+olivat+vielä+tyypillisiä,+mm.+monessa+Södergrenin+veneessä.+Uusimmissa+akseliongelmia+on+lähinnä+ollut+hiilikuituakseleissa.+En+tiedä+onko+taustalla+ollut+suunnittelu-+vai+valmistusvirhe,+mutta+mm.+J/111:sta+on+katkennut+useampi+akseli+ja+kaikkiin+lienee+jo+vaihdettu+vahvempi.
Todellisuudessa kuitenkin pääsee 200 MPA murtolujuuteen ilman varmuuskertoimia. Ainakin epoksin kanssa yhteensopivalla katkokuidulla, ja moderneilla työmenetelmillä, ja kun hartsinakin on parasta saatavilla olevaa nanoepoksia ja jälkikovetus asiallinen. Ensimmäisen vaurion syntyessä (kuuluu rutinaa) jännitystaso on tietystikin selvästi alhaisempi.
Ps, hiilikuituakin saa ruiskulaminoinnissa käytettävänä, jos haluaa. Sillä saa tarvittaessa lujuutta, jos työstä ei haluta maksaa, ja materiaalista halutaan. Eli ns vaikeissa muodoissa ja ahtaissa paikoissa. Silläkin pääsee vähintäänkin 200 MPa murtolujuuteen.
"Mutta+tuonne+0,2%+rajalle+mentäessä+tulee+pysyvä+0,2%+muodonmuutos,+josta+sitten+seuraava+kuormitus+lähtee+liikkeelle."
Veneillä+ajetaan+yleensä+molemmilla+halsseilla.+Joten+tuosta+ei+ole+hyötyä.
"+Ei+tuollaista+eikä+suurinta+osaa+muistakaan+rakenteista+suunnitella+niin,+että+ollaan+koskaan+lähelläkään+tuota+myötörajaa+eli+pysytään+tukevasti+lineaarisella+alueella+kaikissa+normaalitilanteissa."
Mutta+kun+niillä+mainituilla+materiaaleilla+ei+ole+mitään+myötörajaa.+Nille+voidaan+esim+ilmoittaa+sekä+RP0,2,+että+Rp1,0,+ja+vielä+kenties+RP2,0.
Lineaarisella+alueella+ei+olla+6082+alumiinilla+koskaan.+Siitä+poistutaan+heti+kun+jännitys+ylittää+nollan.+Pysyvä+venymä+voudattaa+likimäärin+parabolista+jakautumaa+nollasta+RP0,2+saakka.
"Tuo+1,7+ei+todellakaan+ole+kaavan+ainoa+varmuuskerroin+ja+eihän+sitä+edes+käytetä+materiaaleilla,+joilla+myötyraja+on+alhainen+murtomisrajaan+saakka."
Niin,+paitsi+sillä+6082+alumiinilla+ja+630+teräksellä,+joilla+ei+ole+mitään+myötörajaa.
En+ole+varma,+mutta+jälkimmäiselle+saattaapi+suhteellisuusraja+löytyä.+Jos+löytyy+se+on+pienempi+kuin+murtoraja/1,7.+Silti+lienee+ilmeistä,+että+noille+materiaaleille+on+tarkoitettu+murtoraja/1,7+käyttöä,+vaihtoehtoa+ei+ole,+koska+kaavassa+vaihtoehtoista+myötörajaa+ei+ole+noilla+materiaaleilla+olemassa.
"Väsyminen+tuskin+kuitenkaan+on+ongelma+peräsinakseleiden+kohdalla,+jos+ne+on+tuon+mukaan+mitoitettuja.+"
Olipa+ongelma+taikka+ei,+niin+väsymisen+pitäisi+olla+mitoitusperuste,+ellei+taipuma+aiheuta+ongelmia+sitä+ennen.+Jos+alumiini+kestää,+on+vaatimus+lujan+aus-fer+teräksen+osalta+turhankin+suuri.+Eli+todellinen+kesto+ja+luotettavuus+eivät+ole+molemmille+materiaaleille+samoja.
"Suurempi+epävarmuus+liittynee+maksimikuorman+laskuun+eli+lähinnä+millä+nopeudella+ja+nostovoimakertoimella+suurin+voima+lasketaan."
Hyvin+todennäköisesti,+muttei+liity+mitenkään+siihen+miten+kaavassa+kohdellaan+eri+materiaaleja+toisiinsa+nähden.
Tuo Principles of Yacht Designissä käytetty peräsinakselin mitoitus perustuu ABS-normin kaavoihin. Murtojännityksen jakajana olikin 1,75 eikä 1,7. Ensin lasketaan momentti perustuen nostovoimakertoimeen 1,5 ja 1,1-kertaiseen runkonopeuteen. Siis peräsin poikittain vauhdin ollessa melko reilua (10 m vesilinjalla 8,5 solmua). Sitten lasketaan halkaisija käyttäen tuota 1,75 jakajaa maksimijännitykselle ja lisäksi kaavan luvuista taaksepäin laskien näyttäisi momenttille olevan varmuuskerroin 8.
Siis tuossa 8,5 solmun vauhdissa, jos saa peräsimen poikittain, on peräsinakselin suurin jännitys murtolujuus/(1,75*8). Eikös silloin olla tukevasti lineaarisella alueella ja kaukana väsymisongelmista? Tuplavauhdissa peräsimestä saa 4-kertaisen voiman. Siis 17 solmussa peräsin poikittain ja edelleen ollaan vasta murtolujuus/3,5:ssä. Ehkä tuo voi jo olla väsymisen kannalta oleellinen kuorma, mutta saa kyllä tolkuttoman ohjausvoiman, jos pystyy peräsimen vääntämään poikittain 17 solmun vauhdissa. Veneen vauhti hidastuu jo ennen kuin noin pystyy tekemään.
Voit tarkistaa pyörittelinkö kaavaa oikein. Fig 14.15 sivulla 288 (305 pdf:än mielestä): http://protei.org/download/20110417Principles of yacht design - Larsson, Eliasson.pdf
Plastinen+alue+alkaa+vasta+hyvin+lähellä+myötörajaa+oli+se+määritelty+sitten+0,2+tai+1%+pysyvällä+muodonmuutoksella.+10%+alle+myötörajan+tuskin+enää+syntyy+mitattavissa+olevia+pysyviä+muutoksia.+
Monissa+rakenteissa+tulisi+suuria+ongelmia,+jos+muoto+muuttuisi+pysyvästi.+Vaikkapa+purjeveneen+keulastaagiin+tulee+helposti+40%+murtolujuudesta+vetoa.+Joka+kerta+kovasta+tuulesta+kevyeen+tai+kryssiltä+lenssille+mentäessä+tulee+sykli+0-40%+jännitys.+Jos+tuo+aiheuttaisi+pysyviä+muodonmuutoksia,+olisi+se+helppo+havaita+rikin+esijännityksessä+tai+hekin+säädössä.
Polkupyörän+pinnat+ovat+vielä+parempi+esimerkki.+Ne+saatetaan+kilpapyörässä+kiristää+60%+murtolujuuteen.+Ei+niiden+pituus+käytössä+muutu,+vaikka+jännitys+käy+lähellä+nollaa+joka+kerta+pinnan+osoittaessa+alaspäin.+Sen+sijaan+väsymismurtumia+tulee+pinnan+mutkan+kohdalle,+vaikka+ohennetussa+pinnassa+keskikohta+on+merkittävästi+ohuempi.
Taas tuli hosuttua. Ei tuossa halkaisijan kaavassa ollutkaan lisävarmuuskertoimia, vaan momentista suoraan laskettiin se halkaisijalla, jolla tuo murtolujuus/1,75 toteutuu. Sen voi siis saada 10 m vesilinjalla vääntämällä 8,5 solmun vauhdissa peräsimen poikittain.
Niin teräksillä, muttei alumiinilla.
Alumiinissa esiintyy pysyvää venymää joka ikisen vendan yhteydessä, vaikka jännitystaso olisi vain vaikkapa 10 MPa. Ja se aiheuttaa materiaalin väsymistä, myös lentokoneissa olevissa alumiiniosissa. Siksi niillä kaikilla on määritellyt vaihtamisvälit.
Kyse on vain siitä kuinka nopeasti, eli mikä kuormituskertojen (kullakin jännitysvaihtelun tasolla) määrä muodostuu kriittiseksi.
Kyseessä on siis aivan täysin väsymisperusteinen mitoitus, mikäli homma hoidetaan oikein. Jos kestää väsymisen puolesta vaikkapa tuhat vuotta, ei asiassa silloin tietenkään ole mitään ongelmaa. Mutta teräs olisi kestänyt saman ajan pienemmälläkin mitoituksella. Ferriittisellä aika isolla erolla, aus-fer vähän pienemmällä, ja pelkällä austeniitilla jo isolla erolla muihin teräksiin. Kylmämuokattu vedetty austeniittinen vaijeri ei välttämättä toimi tässä suhteessa samoin kuin pehmeä rst-putki tai -latta, mutta minulla ei ole asiasta tarkempaa tietoa.
Jos joku testaisi peräsinakselin jännitysvaihteluita laittamalla siihen anturit ja ne jatkuvasti kiinni tietokoneeseen tallentamaan dataa purjehsuskauden aikana, olisi asia laskettavissa luotettavasti niiden purjehdusolosuhteiden osalta, joissa koevene olisi purjehtinut. Nyt tuota tietoa ei ilmeisesti kenelläkään ole käytettävissä, ja mikäli on, ei se ole minun tiedossani.
Alumiiniseosten väsymisominaisuuksia taivutuksessa on kylläkin testattu monien tahojen toimesta ainakin sadan vuoden ajan. Siinä tuskin on alan ammattilaisille mitään yllätyksiä enää tiedossa. Niiden käyttö liikenneilmailussa on edellyttänyt sekä datan keräämisen että sen luotettavuuden varmistamisen. Ei toki välttämättä juuri 6082 seokselle, mutta 7075 ja 7005 seoksille ainakin. Veikkaan kuitenkin että myös 6082:lle on väsymistestit jo jossain ehditty tehdä, olipa tulokset sitten julkaistu tai ei.
Testien tulokset on alan kirjoissa yleensä esitetty siten, että alumiinilla ei ole väsymisrajaa, ja sillä esiintyy pysyviä muodonmuutoksia nollajännityksestä lähtien, eli suhteellisuusrajaa ei ole niille olemassa. Lisäksi monessa mainitaan myös parabolinen pysyvän venymän jakautuma.
Suomen saaristossa purjehtivat vendaavat varmasti enemmän kuin maailmalla keskimäärin, mutta vastaavasti kausi on täällä lyhyt. Missä sitten mahtanee alumiiniseoksesta tehty peräsinakseli väsyä nopeimmin? En uskalla edes arvata, asia pitäisi mitata ja päätellä vastaus vasta tuloksista. Toki kuormitusvaihtelua esiintyy silloinkin kun ei vendata, ja silläkin on merkitystä alumiiniseoksen väsymiselle. En tiedä kuinka paljon väsyy missäkin tilanteessa suhteessa muuhun väsymiseen.
Ei+mun+fillarissa+pinnan+jännitys+ainakaan+käy+lähelläkään+nollaa+pinnan+ollessa+akselin+ja+tien+välissä.+Sävelkorva+kyllä+kertoo+ettei+pinna+ole+tuolloin+lähelläkään+löysää,+vaikka+istuisin+tarakalla+ja+itse+näpelöin+samalla+sitä+pinnaa+ääntä+tuottaen.+Mun+fillarissa+on+(magneettiin+tarttuvat,+joten+ferriittistä+on+ainakin+osa)+teräspinnat,+ja+esijännytystä+jokaisessa+varmaankin+vähintään+pyörän+ja+minun+yhteispainon+verran.+Paino+kuitenkin+jakautuu+yleensä+myös+etupyörälle,+ja+takapyörässäkin+useammalle+pinnalle.+Ei+aavistustakaan+montako+%+murtolujuudesta+esijännitys+on.+
Eipä+tosin+ole+kyseessä+mikään+äärimmilleen+kevennetty+kilpapyörä.+Mitä+materiaalia+niiden+pinnat+sitten+ovat?
Ei+kryssillä+tule+sellaisia+kuormia,+että+oltaisiin+lähelläkään+suuria+kuormituksia+peräsinakselille.+Nopeus+on+huomattavasti+alempi+kuin+mitoitustilanteessa+ja+peräsin+ei+ole+suuressa+kohtauskulmassa+eli+ei+tuota+läheskään+maksimaalista+nostovoimaansa.
Teoriassa+voi+tulla+pysyviä+muodonmuutoksia,+mutta+käytännössä+ei+oikein+mitoitetuissa+rakenteissa.+Vaikkapa+purjeveneen+mastot+ovat+usein+6082:sta.+Omalle+mastoprofiililleni+laskin+juuri,+että+profiilin+kokoinen+taipuma+vastaa+82+MPa+jännitystä+ja+kaksi+profiilia+165+MPa.+Prependi+on+ehkä+puoli+profiilia+ja+kovalla+kryssillä+ollaan+reilusti+yli+profiilissa,+ehkä+jopa+kahdessa.++Jokainen+aalto++ja+puuska+aiheuttaa+syklin.+Lenssillä+spinnu+vetää+maston+kutakuinkin+suoraksi+ja+kryssillä+hekki+reilulle+kaarelle.+Yli+suoran+keskikohta+taaksepäin+masto+ei+koskaan+taivu.
Jos+masto+olisi+lukuisissa+sykleissään,+joista+kaikki+ovat+samaan+suuntaan,+myötänyt+vaikkapa+0,05%+olisi+tuo+jo+puolen+profiilin+verran+ja+näkyisi+hyvin+helposti.
Tuosta+myös+seuraisi+se,+että+vantit+jäisivät+löysemmälle+samoilla+vanttiruuvin+asennoilla.+Olen+laittanut+vanttiruuvit+työntömitalla+samaan+hyväksy+havaittuun+arvoon+vuodesta+2012+alkaen+ja+mitannut+useaan+kertaaan+vanttien+jännityksen+havaitsematta+mitään+muutosta.
Samoin+hekistä+huomaisi+heti,+jos+säätöalue+muuttuisi+taljojen+pysyessä+vuodesta+toiseen+identtisenä.
Jos+mastossa+on+muodonmuutoksia,+ne+ovat+kumulatiivisesti+enintään+0,01%+luokkaa.+Tuo+voisi+vielä+jäädä+huomaamatta.+Mitään+vaikutusta+siis+kimmokertoimesta+laskettuun+jäykkyyteen+ei+tule.+Saman+huomaa+myös+julkaisuista,+joissa+on+mitattu+venymä+jännityskäyriä.+Aivan+viivasuora,+kunnes+kaartuu+vasta+hyvin+lähellä+myötörajaa.+Noissa+on+mitattu+6082:lle+selvästi+yli+300+MPa+myötörajoja.
"Jos+mastossa+on+muodonmuutoksia,+ne+ovat+kumulatiivisesti+enintään+0,01%+luokkaa.+"
Koska+alumiinilla+ei+ole+mitään+myötörajaa,+ei+tule+mitään+kumulatiivisia+vaikutuksiakaan.
Pysyvää+venymää+tulee+jatkuvasti+aina+kun+vendaat,+mutta+se+ei+kerry+vaan+pysyvää+venymää+tulee+siihen+alkuperäiseen+muotoon+verrattuna+vuorotellen+molempiin+suuntiin+sen+verran,+kun+suurin+jännitys+kulloinkin+edellyttää.+"Ongelma"+ei+siis+ole+suuri+pysyvä+venymä,+vaan+materiaalin+väsyminen+venymiskertojen+suuren+lukumäärän+seurauksena.+Todellinen+ongelma+sen+ei+tarvitse+olla,+jos+väsymismitoitus+on+oikein+tehty,+eli+suuria+lukumääriä+esiintyy+vain+pienillä+jännityksillä,+ja+suurilla+jännityksillä+riittävän+vähän.+Siltikin+materiaali+väsyy,+joten+sillä+on+jokin+maksimi+käyttöikä,+olipa+se+tiedossa+tai+ei.+Jos+se+on+vaikkapa+tuhat+vuotta,+ei+väsymisellä+ole+käytännössä+mitään+merkitystä,+sadalla+vuodella+voi+jo+ollakin,+ja+kymmenen+vuoden+ikä+harmittaisi+suuresti+sitä+joka+omistaa+veneen+sen+alumiiniosan+hajotessa+väsymisen+seurauksena.
Kuten kirjoitin masto taipuu perusmuodostaan vain keskeltä eteenpäin pituussuunnassa ja laskemani jännitykset olivat juuri siinä suunnassa. Jos ajatuksesi pätisivät, pitäisi maston kaarevuuden hieman kasvaa vuodesta toiseen.
Sivusuunnassa profiili on niin vetelä, ettei perusmuotoa voi mitenkään helposti havaita tarkasti ja vanteilla muodon saa sivusuunnassa haluamakseen ilman havaittavia eroja vanttien jännityksessä. Sivusuunnassa syklit eri puolille tulevat keskimäärin symmetrisesti.
Veneeni mastoprofiilin I on pituussunnassa 1051 cm4 ja sivusuunnassa 341 cm4. Vastaavasti ulkomitat 210x110 mm. Sivusuuntaan pitäisi taipua tolkuttomasti, jotta jännitykset kasvaisivat suuruksi. Pituussuunnassa ne ovat arkipäivää.
"Jos ajatuksesi pätisivät, pitäisi maston kaarevuuden hieman kasvaa vuodesta toiseen."
Ei pidä paikkaansa. Et ilmeisesti ymmärrä lukemaasi tekstiä, etkä tunne ennestään kunnolla alumiiniseosten lujuusopillista käyttäytymistä.
Voitko+sitten+valistaa+minua.+Siis+etkö+ole+väittänyt+(jos+nyt+olet+sama+anonyymi),+että+alumiinin+jäykkyyttä+ei+voi+laskea+kimmokertoimella,+vaan+se+venyy+enemmän+jo+selvästi+alle+0,2%+myötörajan.+Tämä+lisävenymä+on+palautumatonta.
Mastoprofiilia+taivutetaan+monessa+veneessä+niin+paljon+pituussuunnassa,+että+jännitys+on+yli+100+MPa+siis+ehkä+puoleen+myötörajaan+saakka.+Joka+kerta+kun+lähdetään+kryssille,+masto+vedetään+tuollaiselle+kaarelle+hekillä+ja+skuutilla.+Lenssillä+tai+rannassa+masto+on+melkein+suora+eli+varsin+pienen+taivutusjännityksen+alainen.+
Siis+voiko+tuon+taipuman+laskea+mielestäsi+kimmokertoimella+vai+ei?+Jos+ei,+niin+mitä+mielestäsi+tapahtuu?
Divinycell sana johon törmäsin ekan kerran. Siis PVC-levy? Varmasti hyvä vaihtoehto tuolle vanerille. Tuntuu jotenkin fiksummalta materiaalilta kansirakenteiden tekoon. Muovi ei ainakaan lahoa siellä kuidun alla.
Voiko tuosta divinycell-/PVC-levystä taivuttaa kaarta? Suunnitelma on n. 2m levystä kaari joka olisi noin 20-40mm korkeudella keskeltä. Siis kaareva katto joka valuttaa vedet pois.
Voi toki taivuttaa kunhan ei ole liian paksua ja kovaa tavaraa (suuri kuutiopaino). Paksussa levyssä juotuu käyttämään "paloitettua" levyä tai voihan tuohon itsekin leikata taivutusviiltoja. 20-40 mm 2 m matkalla nyt onnistuu varsin paksullakin levyllä.
Tuo divinycell on hankalammin saatavilla kuin vaikkapa huomattavasti edullisempi polyvinyyli xps eristelevy. Onko tietoa tai kokemusta routasuojalevyn kuiduttamisesta?
Finnfoamia on käytetty vastaavissa projekteissa, mutta ongelmana on, ettei se kestä polyesterihartsia, vaan sulaa. Ongelman voi ratkaista käyttämällä epoksihartsia tai suojaamalla vaahdon ensiksi jollain. Jotkut ovat suojanneet jopa lateksimaalilla, mutta itse en sitä käyttäisi lujuutta vaativissa kohteissa. Epoksilla laminointi on paljon mukavampaa kuin polyesterillä eikä pienessä projektissa hintakaan ole kohtuuton. Epoksi on kaikin puolin parempaa.
Eikö netistä tilaamalla löydy divinycelliä tai muuta vastaavaa kerrosrakenteeseen tarkoitettua levyä kohtuuhintaan? Kaatuuko budjetti tähän? https://www.kevytrakentajanverkkokauppa.fi/tuote/pvc-vaahtolevy-60-kg-m3-10-mm-suora/
Kiitos juuri tuota tietämystä/kokemusta hain ja sain. Ei bidjetti kaadu tuohon himpun kalliimpaan levyys joka siis kestää sen hartsin.
Finnfoamia (XPS) on käytetty vastaavissa projekteissa, mutta huonoin tuloksin.
Sen liukumoduli on niin alhainen, että syntyvän kerrosrakenteen taivutusjäykkyys on merkittävästi laskettua pienempi. 50 mm XPS:n kanssa levy taipuu enemmän valmiina, kuin 15 mm PVC:n kanssa samoilla pintalaminaateilla.
Pahimmillaan XPS:n kanssa kumpikin laminaatti joutuu erikseen taivutukselle, kun PVC:n kanssa toinen laminaatti on vedolla ja toinen puristuksella, kun kokonaisuutta taivutetaan.
Eli kummallakin laminaatilla on täsmälleen sama muoto toisiinsa verrattuna, sekä levy suorana ennen kuormitusta, kuin rakennetta taivutettaessa, mutta levyt ovat XPS:n paksuuden verran toisistaan irti. PVC:llä taas laminaattien pituuden eroavat toisistaan taivutetussa tilassa, kun toinen laminaatti lyhenee puristuksessa ja toinen pitenee vedossa. Tällöin PVC:n paksuus paikallisesti kohtisuoraan laminaattiin nähden pysyy samana, mutta mitta samaan suuntaan ulkoisessa koordinaatistossa (esim pystysuoraan mitattuna) muuttuu taivutuksen seurauksena siten, että se on pienimmillään siellä, missä laminaatti on vaakasuoraa, ja pystysuora dimensio on sitä suurempi mitä kaltevampaa laminaatti taivutuksen seurauksena on. Tällöin kerrosrakenne toimii kuten sen on tarkoitettu toimivan, toisin kuin finnfoamilla käy.
Hartsinkestävyys on siis vain yksi XPS:n ongelma muiden joukossa, ei edes se tärkein, jos siihen tietää varautua.
Balsaa ei taida enää kukaan käyttää, liekö enää saatavillakaan..?
Itsellä tarkoitus tehdä aika siro kaari, mutta kuitenkin riittävän tukeva. Kaareen tulisi vain pari sataa wattia paneeleita (2kpl x 100w). Entä jos tekisi kevyen rimarungon, sen molemmille puolille esim 4mm:n vanerilla päällystetty kotelo-rakenne. Sitten matotus, epoksointi ja maalaus. Kotelon sisälle voisi tehdä reitit kaapeleille. Pitää laskeskella mitä tulisi painamaan..
TAI entä tukevampi rimarunko ja vaikka 6-8mm:n vaneria päälle, mutta vain toiselle puolelle, eli ”U-rakenne?
—pelleP
Aika kaukana sirosta, jos poikkileikkaus on suorakulmio.
Rimoilla työmäärä moninkertaistuu, jos poikkeat suorakulmiosta reilusti kaareviin poikkileikkauksen muotoihin.
Älä ainakaan sotke mattoja ja epoksia samaan projektiin. Suurempaa virhettä tuskin enää voisi tehdä.
Balsaa on edelleen saatavilla, jos nyt jostain ihmeestä sitä haluat tuollaiseen projektiin käyttää. Mitään etua PVC:hen verrattuna siitä ei Targakaaressa ole. Jossain muualla voi ollakin, eli siellä missä tarvitaan suurta staattista puristuslujuutta kohtisuoraan laminaatteja vasten olevaan suuntaan koko pinnassa ja/tai parempaa kuuman sään kestoa (=yli 70 astetta Celsiusta, jossa perus PVC jo pehmenee).
Jos siis aiot maalata Targan mustaksi ja liikkua esim välimerellä kesäaikaan auringon paahteessa, ja kuormittaa samalla Targaa kävelemällä sen päällä (pahimmillaan vielä piikkikorkokengillä), voi balsan valinta olla järkevääkin PVC:n tilalla.
Eikö suorakulmio-muoto voi olla siro (esim tulitikku)? Ja kaverihan kirjoitti että pari aurinkopaneelia tulee kaareen, tuskin päältäkäveltävä, eli kuormat ei lie kovin valtavia..
Polyuretaanilevy (SPU) Kingspan Therma TP10 30mm 30x1200x2400 täyspontti
Itte värkänny tuommosesta mm. Kulmasohvan yläohjaamoon, ohj pulp. Yms.
T-top on seuraavana tulossa.
Kuitu luonnollisesti ympäriinsä.
Tuollainen+toimii+oikein+hyvin,+ellei+se+ylikuormitu+jostain+kohtaa.+Silloin+se+repeää+varoittamatta,+kun+taas+PVC-vaahto+myötää+rajoittaen+leikkausjännityksen+sille+alueelle,+jonka+vaahto+vielä+kestää.+PVC-vaahdon+liukuvenymä+voi+olla+jopa+yli+40%.+PU+ei+pääse+yleensä+edes+kymmenesosaan+siitä.+Niissä+sovelluksissa+jossa+asialla+on+merkitystä+on+siis+viisasta+maksaa+hieman+enemmän+PVC-vaahdosta+tai+muusta+kerrosrakenteen+ytimeksi+tarkoitetusta,+kuten+SAN-vaahdosta,+jota+myydään+kauppanimellä+corecell.
Muissa+sovelluksissa+voi+sitten+säästää+hieman+käyttämällä+PU:ta+mutta+ei+se+säästö+nyt+kovin+iso+ole.
Kiitos osallistuneille, olen saanut arvokasta vinkkiä projektiin! Ja olen löytänyt googlailemalla muutamia hyvän näköisiä ratkaisuja.
Puutyöt ei tuota ongelmaa, ja matolla tarkoitin lasikuitukangasta (laiskuuttani).
Nyt vaan veneelle mittailemaan ja mallailemaan ja sit verstaalle hommiin. Edelleenkin kaareen tulee vain ne pari paneelia, mutta jos laittaisin esim isopurjeen jalustuksen kiskoon niin tilanne olisi tarkemmin tutkittava ja mitoitettava.. Eikä ole tarkoitus kävellä tai kiipeillä kaarella, ja valkoinen siitä tulee..
--yours pelleP
Noilla spekseillä balsa kannattaa ydinaineena unohtaa.
Teettäisi vain enemmän työtä antamatta sille mitään vastinetta lopputuloksessa.
Jos valitset kuivan kankaan neliöpainoksi korkeintaan 300 g/m^2, ja laitat tarvittaessa useampia kerroksia, säästät työmäärässä merkittävästi paksumpiin verrattuna. Twilli-kudoksella saat paremman lujuus/painosuhteen, kuin plainweavella, ja työmääräkin vähenee paklauksessa hieman.
Tietysti on vielä sekin mahdollisuus, että tarkoitit kankaalla myös multiaksiaaleja (laiskuuttasi?).
Niillä lujuus/painosuhde paranee vielä hieman lisää, mutta paklaustyö voi kasvaa tai vähentyä kankaaseen verrattuna, riippuen tuotteen tarkemmista spekseistä ja siitä käytetäänkö alipainetta. Alipaineella niistä tulee aina vähintään yhtä hyvä kuin kankaastakin, mutta käsin voi jollain tuotteilla tulla varsin epätasaista pintaa, mikä vaatii reilummin paklausta. Siis silloin kun se koostuu paksuista rovingeista, joiden jokaiseen väliin jää tyhjää, eikä tuote levity käsityönä laninoinnin aikana.
Miten porukat tekee ja muotoilee aluksi täyteaineesta laminoitavan kappaleen ja sille sopivan muodon? Että se pysyy kasassa kun alkaa läträämään kankaita ja epokseja..
Mitähän mahdat tuossa asiayhteydessä tarkoittaa täyteaineella?
Yleensä sillä tarkoitataan niitä aineita, joita hartsiin lisätään jotta siitä saataisiin kittiä. Siis mikropalloja, piituhkaa, selluloosamikrokuituja, ym vastaavaa.
Mutta ei kai kukaan rupea kitistä (pakkelista) koko laminoitavaa kappaletta tekemään?!?
Tarkoitatko siis sittenkin kerrosrakenteessa käytettäviä ydinaineita?
Vaahdot, hunajakennot, erilaiset puutuotteet, poikkisyinen balsa mukaanlukien ...
Vaiko niitä materiaaleja joista plugi tai muotti voidaan valmistaa?
Nehän taas käsittää aika laajan valikoiman mahdollisia aineita, puuta, kipsiä, EPS tai uretaanivaahtoja, hiekan ja hartsin seosta, CNC:llä työstettäviä metalleja, betonia, ym ...
Ja kaikkia niita voidaan vielä päällystää laminaatilla ja vaikkapa kitilläkin, ennenkuin lopullinen muoto on työstön jälkeen valmis.
Ruuveilla, nauloilla, kuumaliimalla, jopa teipillä. Riippuu konstruktiosta mikä milloinkin parhaiten sopii.
Olen eri tapaus, tarkoitus tehdä pulpettiveneeseen uusi pulpetti. Tarkoitin että jos en tee umpilaminaattista vaan joku kevyt runko, johon ”täyteainetta” eli väliainetta, ja sitten kuitukangasta ja epoxia. Eli niinku kerrosrakennepulpetti, jätetäänkö ”runko”, esim faneri muu lopullisen tuotteen sisälle?
T:päijän
Jos tarvitset tasaisen levyn, niin hunajakenno on kevyttä ja kestävää.
Kerrosrakenteessa+väliaine+eli+ydinaine+on+tietysti+lopputuotteessa+mukana.+Myös+silloin+kun+väliaineena+on+vaneria.+Vaneria+käyttäessä+kannattaa+varmistautua,+että+se+on+riittävän+hyvin+suojattu+kosteuden+haitallisilta+vaikutuksilta.+Siis+riittävä+määrä+epoksilla+kasteltua+laminaattia+päälle,+ei+lainkaan+sateella+vettä+kerääviä+muotoja,+ja+jokaisen+läpiviennin+ja+kiinnityksen+vaatima+reikä+kunnolla+kosteudelta+suojattu.+Koskee+myös+ilman+porattuja+reikiä+kiinnitettyjä+ruuveja.+Riittävä+määrä+voi+huolellisella+työllä+olla+jo+esim+3+kerrosta+160+g/neliömetri+paksuista+ohutta+lasikuitukangasta.+Osaaja+voi+selvitä+jo+kahdellakin+kerroksella,+ja+hutiloijalle+edes+6+kerrosta+ei+välttämättä+riitä.+On+huomattava+etu,+jos+vanerin+toisella+puolella,+mihin+sade-+eikä+meri-+tai+järvivesi+ei+hetkellisestikään+pääse,+on+käytetty+vähintään+40%+ohuempaa+laminaattia,+jonka+mahdollinen+kosteus+läpäisee+helpommin.
Yleensä+väliaineena+käytetyn+vanerin+lahovauriot+johtuvat+jälkikäteen+tehdyistä+porauksista+tai+ruuvin+rei'istä,+ei+liian+ohuesta+laminaatista+kosteudelle+alttiilla+puolella.+Mutta+niitäkin+tapauksia+on,+joissa+rakenne+ei+toiselta+puolelta+tuuletu+lainkaan,+vaan+käytännössä+vesi+onkin+rakenteen+molemmilla+puolilla,+ja+välissä+hyödytön+umpinainen+ilmatila,+jonka+suhteellinen+kosteus+nousee+aina+välillä+kastepisteeseen.+Esim+avotilan+turkin+ja+veneen+pohjan+välinen+umpioitu+tila.
Kaikesta+huolimatta+vaneri+on+täysin+sopiva+materiaali+väliaineeksi+oikein+käytettynä,+se+vain+on+siihen+tarkoitukseen+usein+tarpeettoman+painavaa.
Ei täytteenä kannata vaneria käyttää vaan tietysti divinycelliä. Täytteen ideana on saada rakenteesta paitsi luja niin myös kevyempi. Siitä vaneerista yms muista aineista voit tehdä muotin, johon laminoit pulpetin täyteaineineen.
Vaneriin saa kiinni kunnolla ruuveilla tavaraa, Divinyceliin ei.
Vanerin saa ruuvikiinnityksillä helposti lahoamaan, kun ruuvin kiinnittääkin divinycellin paikallisesti korvanneeseen umpilaminaattiin, ei tätä ongelmaa ole.
Nyt ollaan päästy jo aika syvälle aiheeseen. Mutta voiko saada vielä yhteenvedon: jos onnistun tekemään esim pelkästään divinycellistä oikean muotoisen targakaaren (en vielä ihan tiedä kuinka hyvin saan pysymään kasassa ja oikeassa muodossa). Youtubessa jotkut tekevät tämän gorilla-liimalla ja ruuveilla?!
Kaari tulee olemaan pyöristetyillä yläkulma-paloilla. Leveys alhaalla 2,6m, ylhäällä 2,2m, korkeus 1,6m. Poikkileikkaus on suorakaide, alhaalla 400 x 60mm ja kapenee ylöspäin (ylhäällä 250 x 60mm). Vaakapalkki hieman kaareva että vedet valuu pois. Jos tähän mennessä kaikki ok, niin sitten lasikuitukangasta ja epoksia x kerrosta joka paikkaan, lopuksi päälle maalia x kerrosta.
Jos joku tietäjä voi arvioida onko mittasuhteet ok, voiko rakenteesta tulle riittävän luja ilman mitään muuta runkoa tai rankaa, riittääkö 60mm paksuus? Jos ok, niin miten paljon tarvitsee materiaalia divinycellin päälle?
Ja jos vielä vinkkiä että saako yhdestä paikasta kaikki matskut (Kevra?) ja jos heiltä ehdotus että mitä täytteeksi, mitä kangasta ja "epoksia" ja mitä maalia.
About noiden mittasuhteiden mukaisia kaaria näkee tehdasvalmisteisina joissakin veneissä (yleensä vähän isommissa veneissä). Sitä en tiedä mitä kaarien sisältä löytyy ja miten tuollaiset teollisesti tehdään, niihin on kiinnitelty paneeleja yms tekniikkaa.
Olenko yhtään oikeilla jäljillä? Tänään tulossa hieno sää, joten vielä telakalle mitoittamaan ja mallineiden kanssa visioimaan..
--pelleP
Siis vain 250 mm leveys ylhäällä? Miten tuonne mahtuu 200 W paneelit?
Mitään laskematta 60 mm kuulostaa paksulta.
Kevralla on erinomainen osaaminen eli sieltä saat varmasti hyvät neuvot ja oikeat tarvikkeet.
Voit itse arvioda rakennetta vaikkapa tällä: https://www.amesweb.info/StructuralBeamDeflection/SimpleBeamConcentratedLoadAtAnyPoint.aspx
Käyttäen maltillisia 10 GPa ja 200 MPa arvoja lasikuidulle jo 1 mm lasikuitukerros kestää helposti 100 kg painon keskellä 2,2 m jänneväliä. Taipuu 4 cm tuosta. Laskenta ei huomio pystytukien taipumista, mutta ei myöskään niiden tukimomenttia.
200 MPa jännitys tulee n. 600 kg kuormalla, jolloin keskikohta painuu 27 cm.
Vain 1 mm kuori ja 58 mm väliaine tosin tuskin kestää tuota, vaan kuori irtoaa väliaineesta ja menee kurttuun.
Yhtä jäykän ja hiukan kestävämmän saisi 250x40 ulkomitoilla ja 3 mm lasikuidulla. Tuo olisi varmasti luotettavampi rakenne. Eikä tuokaan painaisi kuin 3,5 kg/m eli n. 20 kg koko kaari.
Mikäli vaakapalkki ylhäällä on vain kuormittamattomana ollessaan sen verran kaareva että vesi valuu pois, mutta kaartuu toisinpäin jo selvästi ennen 200 MPa jännityksellä laskettua lujuutta, ei ole mitään syytä olettaa että sen laminaatit repeäisivät väliaineesta tai menisivät muutenkaan kurttuun ennen laskennallisen puristuslujuuden loppumista 1mm 58mm 1 mm rakenteella. Silloin väliaine on pienehköllä puristuksella kauttaaltaan, tukien hyvin laminaatteja lommahdukselta ja muilta epästabiilisuuteen liittyviltä efekteiltä. Tuollainen paksu väliaine vain tulee turhan kalliiksi. Ja siihen on hankalaa asennella heloja, ja sen saa jokaisella läpipultilla hajalle tosi helposti niitä kiristämällä.
Jos olisi kuormitettuna suorassa, niin vaikka olisi 0,5 mm laminaatti kahta puolta 10 mm vaahdon, sitten 38 mm pelkkää ilmaa välissä (paitsi etu- ja takareunassa, jossa sama rakenne), ja sitten toiset 0,5 mm laminaatti 10mm vaahto 0,5 mm laminaatti, niin kestäisi luultavasti silloinkin ilman wrinkling- ym vastaavia -efektejä 200 MPa jännityksellä laskettuun taivutusmomenttiin saakka. Noissa luvuissa on niin paljon varmuuskerrointa jo valmiiksi. Kun rakenne on kuormitettuna suora, ratkaisee kurttuuntumisen vain jäykkyydet, lujuuksilla ei silloin ole merkitystä. Järkevän paksuinen laminaatti ei yksinään kestäisi kuitenkaan, ja vaahdon tuki on ihan sama pintalaminaatin paksuudesta riippumatta yhden soluvälin matkalla. Ainoastaan sitä lyhyemmällä ruttaantumismatkalla laminaatin paksuudella on merkitystä. Ja PVC vaahdoilla se tarkoittaa alle millin pituutta, jolla jo 0,5 mm paksu laminaatti on enemmän kuin tarpeeksi jäykkää. (Edellyttäen, ettei laminaatissa ole kumpaankin suuntaan 0,25 mm kuitukerros, koska silloin jäykkyys tulee laskea sille 0,25 mm paksuudelle. Ongelma poistuu käyttämällä useampaa kerrosta lujitetta halutun laminaattipaksuuden saavuttamisessa, ei vain yhtä.) Hunajakennoilla tilanne olisi toinen, ja edellyttäisi asian laskemista, koska silloin tyypillinen soluväli => 10 mm. Mikäli vaahdolla olisi ongelma kurttuuntumisessa, edellyttäisi sen korjaaminen käytännössä tiheämpää vaahtoa suuremmalla jäykkyydellä, laminaattipaksuuden lisäämisellä ei saavuteta toivottua vaikutusta. (tai vaihtoa jäykempään väliaineeseen, kuten balsaan)
Nyt kuitenkin rakennetta on jäykistämässä myös etu- ja takareunat, joissa on laminaattia. Niiden lähellä ylä- ja alapinnanlaminaatti ei pääsisi kurttuun muutenkaan.
10 mm vaahdon korvaaminen umpilaminaatilla ruuvien ja reikien ympäristöstä tulee todella paljon kevyemmäksi, ja on helpompi ja halvempi tehdä valmiiksi asti kuin 58 mm paksuisena. Lisäksi siihen 38 mm ilmaväliin saa asennettua kaikki sähkö- ja antennijohdot. Ja haluttaessa myös upotetut LED valot ala- etu- tai takapinnalle.
Minkä verran haluaisit pyöristyssädettä yläpalkin ja pystypalkkien päissä (ylä nurkissa)?
Vaahdon taivuttamiseella on rajansa (minimisäde), jota tiukempaan ei helposti saa, ja toisaalta jos muotoillaan kaari työstämällä, on työn määrä ja materiaalihukka sitä suurempi, mitä suurempi kaarevuussäde.
Väliin jää kaarevuussäteidenalue jossa kumpikaan ei ole oikein sopiva menettely, mutta molemmilla onnistuu. Mutta taivuttaminen vaatii sitä ohuemman vaahtolevyn käyttöä, mitä pienempi kaarevuussäde. Niitä pitää sitten taivutettuna liimata yhteen sopivan kokonaispaksuuden saamiseksi, mikä teettää ylimääräistä työtä. Tämä siis vain siellä yläpalkin päädyissä, jossa ko pyöristys on.
Helpommalla pääsee jos esim 10mm levy kelpaa sellaisenaan ekä kaikkiin pintoihin että pyöristykseen, eikä muita paksuuksia tarvita.
60 mm levy on paljon kalliimpi, ja sen taivutus voi muodostaa ongelmia, vaikka vain toinen puoli olisi laminoitu. Sen voi toki sitten pyöristää työstämällä kuten haluaa, mutta johtojen ja pulttien asennuksissa tulee valtavasti turhaa lisää työtä.
Haluatko poikkileikkauksen nurkkiin pyöristyssädettä, jos niin minkä verran?
Kuiva ohut lasikangas taipuu vielä 10 millin säteeseen hyvin, ja sen saa 10 mm paksuun vaahtoon helposti hiomalla. Voi myös käyttää aluksi vaikka hienohampaista sahaa pienen viisteen (esim 5mm) tekemiseen, ja hioa sen jälkeen lopulliseen muotoon 10 mm säteeseen.
Mikäli poikkileikkaus koostuu 4:stä suorakulmion sivusta, tulee myös pyöristyksen alueella säilyttää 10 mm vaahtopaksuus, mikä onnistuu liimaamalla suorakulmion sisäsärmiin poikkileikkausmitoiltaan 10mm*10mm*14,142 mm olevan suorakulmaisen kolmion muotoisen (itse työstetyn) vaahtoriman. Se kannattaa liimata ennen kuin isompia suorakulmion sivuja muodostavia levyjä on taivutettu mihinkään muotoon. Se voi aivan hyvin koostua lyhyemmistä pätkistä, vaikkapa jämäpaloista. Esim yläpalkin taivuttaminen on helppoa sen jälkeenkin, kunhan kolmiorimassa ei silloin vielä ole laminaatteja, ja sen liimaus on ehtinyt saavuttaa lujuutensa. Yläpalkin ulkopinnan voi laminoida ennen taivutusta, kun sen taivutus määrä jää yli 2 m jännevälillä keskeltä mitattuna alle 5 cm, 10 mm vaahtopaksuudella. Kolmiorimojen liimaus hankaloituu merkittävästi, jos vastakappale on silloin jo taivutettu.
"Yhtä jäykän ja hiukan kestävämmän saisi 250x40 ulkomitoilla ja 3 mm lasikuidulla. Tuo olisi varmasti luotettavampi rakenne. Eikä tuokaan painaisi kuin 3,5 kg/m eli n. 20 kg koko kaari."
Mitä epäluotettavaa on aurinkopaneelien ja antennien kiinnittämiseen tarkoitetussa targakaaressa, mikä kestää peräti 600 kg kuorman keskellä yläpalkkia vain 200 MPa mitoitusjännityksellä?!?
Ennen murtumista tuokin voisi todellisuudessa kestää monta tonnia tasan jakautunutta kuormaa.
Yksi pyöreä alumiiniputki, jonka ulkohalkaisija on 100mm ja seinämävahvuus 3mm painaa vajaat 2,5 kg/m.
Ja on sekin paljon lujempi ja jäykempi kuin tuohon tarkoitukseen tarvitaan. Toki aurinkopaneelien kiinnityksessä vastaavan painoinen suorakulmioprofiili olisi helpompi.
Mikä idea on käyttää sandwitch rakennetta, ja käyttää siihen paljon aikaa ja vaivaa, jos lopputulos on selvästi metallista painavampi?
Varsinkin kun samaan tai kevyempää painoon pääseminen ei ole vaikeaa, eikä teetä enempää työtä. Onko kaaren muoto ainoa syy?
Voihan sen metallistakin taivuttaa, ainakin selvästi ohuemmalla (ja kevyemmällä) putkella kuin 100mm.
Onko juuri väliä painaako tuo 10 vai 20 kg? Helpompihan tuo on tehdä kerrosrakenteesta kuin monella muulla tavalla. Alumiiniputken taivutus tai hitsaus ei monilta suju.
En nyt ole vielä hahmottanut miten tuonne tulee 200 W paneelit, mutta eihän tuo yksi alumiiniputki samaa asiaa aja. Kaksi ehkä ajaisi.
3 mm seinämällä voi jo ihan OK laittaa paneelit kiinni peltiruuveilla ilman umpilaminaattia, kunhan huolehtii vesitiiveydestä. Tietysi oikeaoppinen tapa on poistaa väliaine kiinnityskohdasta.
Vaikka tuo kestääkin paljon enemmän kuin mikään kuviteltavissa oleva kuorma, pitää myös miettiä miten paljon tuo heiluu aallokossa oman ja paneelien painon takia. Ei tuo minusta vaikuta lainkaan turhan jäykältä. 250x40 tai 250x60 muoto tietysti tekee siiitä todella jäykän toiseen suuntaan.
3mm seinämällä putkipalkissa (annetuilla dimensioilla ja kuormituksella)) ei tarvita väliainetta enää mihinkään. Tämä pätee yhtälailla lujitemuovi ja alumiinipalkeille, teräksellä tähän riittäisi jo ohuempikin seinämä. Ei siis tarvitse poistaa sellaista mitä ei ole (väliainetta), ja saa kamaa suoraan ruuveilla kiinni.
Jos heilumisen vähentäminen, eli jäykkyyden lisääminen on se motiivi, ei ratkaisu ole vähentää poikkileikkauksen kokonaiskorkeutta 60 MM:sta 40 mm:iin, vaan päinvastoin lisätä sitä.
Sekä vääntöjäykkyys että taivutusjäykkyys joustavammassa (eli kuormitetussa) suunnassa paranevat nopeasti korkeuden mukana, ja paljon hitaammin kuin paino ja siten materiaalikulut ja osin työmääräkin.
Laminaatissa voi myös helposti muuttaa kuitujen määriä suunnan mukaan siten, että halutun jäykkyyden suunnassa on kuituja enemmän kuin muissa suunnissa. Lisäksi voi lisätä kokonaiskuitumääriä vain siellä missä sillä on haluttuun taivutus -lujuuteen ja-jäykkyyteen vaikutusta, eli ylimmällä ja alimmalla yläpalkin pinnalla, jättäen sekä muut yläpalkin pinnat, että pystypalkkien pinnat kauttaaltaan ohuemmalle laminaatille.
Esim umpinaisen kerrosrakenteen pintalaminaateista: https://kevra.fi/tuotteet/lujitteet/lasikuitu/
2...3 kerrosta 01035 joka paikkaan ja 1...2 kerrosta UD340 yläpalkin ylä- ja alapinnoille. Puristuspuolelle kerros UD:ta enemmän, jos optimoi lujuutta, jäykkyyden optimoimisen kannalta eroa ei tarvita. UD:t kannattaa sijoittaa paksuussuunassa laminaatin keskimmäiseksi kerrokseksi.
Ontolla rakenteella ulkopintaan voi laittaa vaikkapa 3 kerrosta 01039, ja sisäpintaan 2 kerrosta 01039. Ja samat UD:t. Tai jos oikein haluaa keventää voi jopa kaikki 01039 korvata 00120 tuotteella, kun suurentaa paksuuden 80 mm:iin. Rakenteen jäykkyyden ja lujuuden kannalta yläpalkin kokonaiskorkeudesta voi tehdä vaikka muuttuvankin, eli keskellä 80 mm ja ohenee päätyihin 60mm:iin.
Jos taas haluaa säästää työmäärässä ja materiaalikuluissa, voi sekä ruuvien kohtien umpilaminaatit että UD:t korvata sopivasti sijoitetuilla yhtenäisillä puurimoilla, esim 2 kpl 10mm*25...35mm, mikä korvaa paikallisesti 10 mm divinycellin jo ennen ensimmäistäkään laminointia. Rimojen paikka tarkasti oikein, niin paneelien läpipultit saa suoraan niiden keskelle porattuihin reikiin. Toki kosteussuojaus tarvitaan silti. Eli esim ylikokoisen porausreiän täyttö kitillä, ja sen kovettumisen jälkeen keskelle uusi pienempi reikä, josta kiinnitysruuvi läpi.
Ennen valmiiksi laminoidun Targakaaren maalaamista voi tarkistaa lopputuloksen jäykkyyden ihan käytännössä itse. Jollei se omaan makuun riitä, on sitä silloin vielä helppo parantaa lisäämällä laminaattia ylä- ja alapinnoille sinne missä sitä tarvitaan. Lujuus on varmasti riittävä jo ilman lisäystäkin.
Ja ainahan on sekin vaihtoehto, että laittaa kaaren monesta materiaalista. 60mm*100mm suorakulmion muotoisesta alumiiniputkiprofiilista kolmena suorana osana ylös ja sivuille, ja pyöristysosat niiden väliin umpilaminaatista. Kiinnitykset toisiinsa läpipultein (uppokannalla tai kannat näkyvissä) tai pop-niiteillä oman maun mukaan. Jäykkyys/paino suhde paranee varmasti, jos vertaa lasikuitutuotteeseen samalla profiilin korkeudella. Mutta lujitemuovisena profiilinkorkeutta saa halutessaan samalla painolla kerrosrakenteisena alumiiniä (tai sekarakennetta) enemmän, ja yläpalkin korkeus voi muuttua tarpeen mukaan keskeltä päätyihin. Sillä voi päästä sekarakennetta parempaankin jäykkyys/paino suhteeseen, jos rakennetta on edes suunnilleen optimoitu.
Jos painolla ei ole mitään väliä, ja silti haluaa tehdä komposiitista, voi tietysti tehdä paksuilla laminaateilla, jolloin mahdollisella ytimellä ei ole muuta funktiota kuin laminoinnin aikaisena muottina. Silloin se voi olla XPS-vaahtoakin kun käyttää hartsina epoksia. Edellen ontolla rakenteella on kuitenkin selvästi etunsa, kun silloin saa johdot helposti asennettua piiloon.
Miten teet onton targakaaren lasikuidusta? Kahdesta palasta muotissa ja lopulta yhteen? Eikö ole helpompi laminoida sen ytimen ympärille, vaikka ytimellä ei merkittävää vaikutusta lujuuteen olisikaan? Melko helppoa tuohon ytimeen on laittaa putket kaapeleille tai jättää vain reikä kaapeleille.
Helpoimmillaan laminoimalla ensin C-profiilin XPS lämpöeristevaahdon ympärille, ja sitten repimällä / hiomalla vaahdon pois.
Sama prosessi levylaminaatin valmistukseen.
Ja lopuksi liimataan se levy C:n yhdistäjäksi, jolloin poikkileikkaus on se haluttu kotelo ilman ylimääräisiä väliaineita.
Vaikeampiakin menetelmiä toki löytyy, mukaan lukien se naarasmuotin tekeminen ensin.
Mitä hyötyä olisi laittaa erillinen putki kaapeleille. Miten siellä olevaan johtoon saisi aurinkopanelit kiinni, ellei johto tule yläpalkin alueella edes ulos siitä putkesta?
Ja jos johto tulee ulos, niin miten silloin laminoit yläpinnan?
Eiköhän sähköt mene paljon helpommin, kun ne voi ensin laittaa valmiiksi laminoituun C profiiliin, ja vasta sen jälkeen liittää toinen kappale tehden kokonaisuudesta koteloprofiilin.
C-profiili siis eroaa U-profiilista siten, että siinä on myös alapinnalla reunoissa lyhyt pätkä laminaattia liimasuta varten. Tai voi sen liittää koneruuveillakin, niin saa myöhemmin helposti auki jos tarttee niille sähköille jotain tehdä. Voi toki käyttää pienempiä luukkujakin.
Putki tietysti tulee läpi kohdista, johon on tarkoitus vetää johtoja. Jos jättää vain onkalon johdoille, voi porata rei'än onkolon kohdalle ja ujuttaa kaapelin tai vetojousen targakaaren päähän. Riittävän isoa putkea käyttäminen jälkimmäinen menetelmä toimii myös putkelle.
Niin, ja miten saat sen yläpinnan laminoitua, jos siinä on ulostulevia putkia pitkin matkaa?
Vai loppuvatko ne putket väliaineen yläpinnan tasoon?
Silloin saa helposti laminoitua, kunhan tukkii ne putket sitä ennen ettei mene sisään hartsia. Pitää vain tehdä tarkka malli, koska yhtään paksumman laminaatin läpi niitä tukittuja putkia ei välttämättä muuten laminoinnin jälkeen enää löydä, koska ne eivät näy. Jos jätät tukimatta, niin lampulla saa valoa putken läpi, joten silloin nne löytyy. Mutta sisään vuotaneen hartsin kanssa tulee varmasti ongelmia.
Voihan sen putken antaa törröttää siinä ja laminoida se paikalleen. Sitten sahaa poikki ja asennettaessa tiivistää kaapeliläpiviennin. Tai voihan putken antaa tulla myös targagaaren alareunasta läpi, jolloin putkeen ei mene vettä. Silloin tietysti kaapeli paneelilta on näkyvissä muutaman sentin.
Miten saat muka lujitteen paikalleen, jos vaahdosta ulkona törröttää putkia edessä?
Et mitenkään. Olisi aivan hirmuinen urakka mittailla kuivaan lujitteeseen reikien paikat, poistaa niiltä kohdilta kuidut, ja pujottaa putket lujitteen reikiin, ja sitten vielä saada lujite oikealle paikalleen oikeassa muodossaan. Aivan taatusti lujite tuota yritettäessä rispaantuu putkien ympärillä miten sattuu, jolloin siihen muodostuu hyvin heikko kohta laminaatissa.
Ai niin, paitsi jos et käytäkään lujitetta, vaan mattoa, senhän voi vaan repiä pois tieltä.
Eikö kudottuun kankaaseen voi leikata reikää? Tai vain siirtää kuituja niin, että pienehkö putki mahtuu läpi. Eihän tuon putken tarvitse tulla kuin muutama sentti läpi, jolloin on helppo sovitella missä kohtaa reikä on. Tai voihan siihen kankaaseen tehdä vähän isomman reiän ja laminoida lopuksi paikat putken kohdalle.
Sori, aiemmin yhdestä mitasta puuttui yksi nolla.
Uusi sommittelu tänään ja uudet mitat (ei tarvitse kommentoida, mutta ehdottomasti saa!). Tuleekin pienempi kaari, sahailin vanerista mallineet: sivujen korkeus 1300mm, vaaka-leveys alhaalla 1950mm, ylhäällä 1750mm. Koko hoito kallistettu taaksepäin 15 astetta. Sivukappaleiden leveys alhaalla 220mm, ylhäällä 180mm (sivut kapenee ylöspäin). Voi olla että teen loppujen lopuksi rungon 2 tai 3kpl 4mm:n vanerisoiroja yhteen epoksoituna (pitää koeponnistaa), en ole varma taivutanko tuon ylöspäin kapenemisen, vai teenkö suorina ja kallistus kiinnitysvaiheessa. Heräsin vähän myöhään talviunilta ja puuhommat on tutumpia, siksi vaneri-ydin, muuten voi tulla turhan kiire. Ylä-sisäkulmien vahvistus jyrsityillä "palikkoilla" laminoimalla, ulkokulmat vaan sopivasti pyöristetyt. Tuli semmoinen näppituntuma tänään, että vanerit, lasikuitukankaat, epoksit ja maalit ei tee kokonaispainoa liian suureksi.. Ajattelin laminoida ylä-vaakakaareen leveämmät kiinnityspaikat paneeleille. Paneelit ei ole vielä ostettuna, wattimäärät tulee sitten kaaren mittojen mukaan. Ja omaa silmää vaan miellyttää enemmän tämmöinen valkoinen, ei-metallinen ratkaisu. Yllättävää miten paljon arvioi väärin pelkästään mittanauhalla noin-mittailemalla verrattuna siihen että tekee demo-kaaren, löytyi myös fiksumpi kiinnitysidea. Sit tarvittaessa seuraavana talvena hiilikuituinen tms. tilalle, En juurikaan enää purjehdi kilpaa, joten muutama kilo sinne tänne, tämä virittely lähinnä omavaraisen sähköntuoton varmistamiseksi.. Täytyy sanoa että tämä viestiketju on ylittänyt kaikki odotukseni, kiitos siitä!!
--pelleP
Kavenna ylhäältä vielä 5 cm, niin tulee tukevampi sivusuunnan heiluntaa vastaan. Tosin jälkikäteenkin on helppo tehdä tuet kulman yli, jos tarvitaan.
Aika merkittävä muutos mitoitusmielessä. Palkin taipuma kasvaa ja lujuus heikkenee pituuden kolmannessa potenssissa. Uusilla mitoilla vaakaosuus on siis tuplasti jäykempi ja vahvempi samalla poikkileikkauksella.
Vaahtoytimen muotoilu ja kasaus menee ihan puutyötaudoilla, mutta helpommin, koska vaahto on paljon nopeammin sahattavissa ja hiottavissa.
Kotelomaisessa rakenteessa vanerista pitää muistaa suojata kaikki pinnat. Vesi pääsee kuitenkin ennemmin tai myöhemmin jostain kotelon sisään ja pehmentää suojaamattoman vanerin nopeasti.
"Aika+merkittävä+muutos+mitoitusmielessä.+Palkin+taipuma+kasvaa+ja+lujuus+heikkenee+pituuden+kolmannessa+potenssissa.+Uusilla+mitoilla+vaakaosuus+on+siis+tuplasti+jäykempi+ja+vahvempi+samalla+poikkileikkauksella."
Mietis+nyt+vielä.
Palkin+taipuma+samalla+voimalla+(sekä+kuorma+että+tukivoima)+on+verrannollinen+palkin+pituuden+kolmanteen+potenssiin.
Palkin+taivutusmomentti+on+suoraan+verrannollinen+palkin+pituuteen+samalla+voimalla+(sekä+kuorma+että+tukivoima).
Et+saa+millään+lujuutta+heikkenemään+palkin+pituuden+kolmannessa+potenssissa.
Yläpalkin+taipuma+samalla+kuormalla+alenee+uudella+jännevälillä+puoleen,+varmuuskerroin+taivutuslujuuden+kannalta+paranee+26%+(ei+siis+todellakaan+100%)+samalla+poikkileikkauksella+ja+materiaalilla.
Yläpalkin leveydellä ei ole mitään vaikutusta palkin sivusuunnassa heilumisen kannalta. Sivutolppien kallistamisella ei siis ole asiaan lainkaan vaikutusta.
Sivusuunnan jäykkyyteen vaikuttaa sivutolppien alapään kiinnitys, sekä niiden taivutusjäykkyys poikittaissuunnassa. Komposiitista tehtynä yläpalkin ja pystytolpan liitos on oletettavasti joka tapauksessa niin jäykkä ettei sillä ole enää käytännössä vaikutusta edellisessä, samoin kuin ei ole yläpalkin jäykkyydellä poikittaisessa puristuksessa tai vedossakaan.
5 cm lisäkavennus ylhäällä vaikuttaa pääasiassa ulkonäköön eli estetiikkaan.
"Voi olla että teen loppujen lopuksi rungon 2 tai 3kpl 4mm:n vanerisoiroja yhteen epoksoituna"
Siis ontto kotelo, jonka pintoina on joka puolella 8...12 mm vaneri, vaiko umpinainen 8...12 mm paksu (tai pikemminkin ohut) levypalkki?
Noiden vaihtoehtojen lujuus ja jäykkyysominaisuuksissa on aivan tolkuttoman suuri ero!
Edellinen tarvitsee kunnollisen kosteussuojauksen ja liitokset yläpalkin ja tolpan välillä, eikä muuta. Jälkimmäinen vaatii lisäksi todella huomattavan määrän laminaattia yläpalkin pintoihin, jotta sen taivutusominaisuudet ovat riittävät ja olennaisesti pienemmän määrän laminaattia tolppiin.
Miten ajattelit liittää sivutolpat ja yläpalkin toisiinsa tuolla rakenteella?
Taivutatko ne vanerit kaaren yläkulmissa siten että koko kaari on yhtenäinen, vai aiotko liittää erilliset pätkät kulmassa yhteen?
Joo ei se lujuus tietysti heikkene pituuden kolmannessa potenssissa. Ei taida oikein flunssassa ajatus juosta. Jäykkyys tuossa nyt kuitenkin on kriittisempi kuin maksimilujuus. 1,75 m pituudella saman jäykkyyden saa puolikkaalla pintalaminaatilla 2,2 m verrattuna. Vastaava ero mitoissa tuli myös pystysuunnassa.
Ruokahalu kasvaa syödessä, nyt kun olen hankkinut vasta matskut tulevaan kaareen, niin mitähän muutoksia kaaren mitoitus vaatisi, että se kestäisi myös tuuligeneraattorin aiheuttamat voimat ja rasitukset? Tukeahan voi toki ottaa kaaren lisäksi tolpalla takakaiteesta. Mutta jos saisi kätevästi integroitua genun kiinnityksen kaareen..
Tulee useita kertoja kesässä purjehdittua parin vrk:n legejä, ja mietin että tuleeko pari sataa wattia riittämään yöpurjehduksiin, ja jos vielä päivisin olisi pilvistä/sateista. Tällä hetkellä on vain 80W paneeli, ja pitää öisin säännöstellä sähkönkulutusta. Sähköä kuluttaa mm. kompurakylmiö, pinnapilotti, tabletin lataus, kiinteä plotteri, vhf/ais ja navigointivalot. Tutkaa pidän päällä vain satunnaisesti. Pitää laskeskella tarkemmin max kokonaiskulutus em. vermeillä.. Hupiakkuja on tällä hetkellä 300Ah.
--pelleP
Miten tuonne mahtuu tuuligenu? Eikö se osu puomiin? Mitoitus tietysti riippuu valtavasti tuuligeneraattorin roottorin koosta, navan etäisyydestä targakaaresta sekä myös sijoituspaikasta targakaaressa. Myös painolla on merkitystä aallokossa. Pysty- ja vaakapalkin kulman lähellä tuo kestää paljon enemmän kuin keskellä kaarta.
Tässä näyttää olevan aika paljon jo dataa mitoitusta varten
http://www.reps.fi/datasheetsandmanuals/Ampair_300_manual.pdf
Kiinnitykselle vaaditaan minimissään 50 kg kestävyys sivusuunnassa, joka on aika mitätön tuolle targakaarelle. Keskellä kaartaa asennettaessa joutuu kyllä miettimään kaaren vaakaosan kiertojäykkyyttä ja miten paljon haluaa sallia tuon heiluvan.
Itse kaarta kriittisempi saattaa olla kaaren kiinnitys veneeseen. Miten olet sitä toteuttamassa?
Ajattelin laittaa kiinni sivukansiin, knaapien etupuolelle, pitää laminoida pystykappaleiden alapäihin kiinnityskorvakkeet, ja sitten peräkaiteen putkiin kiinnittämällä (takakaiteen sivuilla oleviin pysty- tai vaakaputkiin). Toki voisi kokeilla miten tukeva olisi pelkästään kaiteeseen kiinnitettynä, ei olisi takaknaapien tiellä.
Kaari tulee aika taakse, suunnilleen poikittaisen peräkaiteen yläpuolelle. Puomille jää kyllä reilusti matkaa, olen nähnyt kuvia aurinkopaneeli tuuligenu-asennuksista targakaariin. Genu olisi joku Rutland tai Silentwind tms n. 100wattinen. Esim. Rutlandissa roottorin halkaisija on 900mm. Pitää mittailla että takaharus ei ole tiellä, kattoo nyt..
Jos rupeat kuormittamaan palkkiasi, hajoaa veneen sivukansi silloin kun palkin varmuuskerroin on vielä > 10, kun käytetään viimeisimpiä mittojasi ja materiaaleja.
Kaari tulee siis ilmeisesti kokonaan ison puomin takapään takapuolelle, ei sen alapuolelle.
Juu, kaari tulee varsin taakse, osittain peräpeilin yläpuolelle, vähän niinkuin oheisessa kuvassa
https://www.yachtworld.es/barcos/2016/allures-52-3034227/
Halvallahan noita saisi valmiinakin jos vaan mitat osuisi kohdilleen:
https://www.greatlakesskipper.com/glastron-boat-custom-259-gs-white-90-x-74-x-55-1-4-inch-fiberglass-marine-radar-arch-1200027
Halpaa kuin makkara! 1/4" eli 6 mm umpilaminaattia? Muodolla on tietysti saatu jäykkyyttä, mutta ei tuo kauhean tukeva taida olla?
250x6 mm umpilaminaattisuorakaidepalkki taipuu jo hurjat 270 mm 10 kg painolla keskellä 1,8 m pituudella. Poikki sitä ei saa, kun noin ohuena taipuu tolkuttomasti ennen 200 MPa kuormaa. Kyllä ainakin itse haluaisin targakaaren sen verran tukevaksi, että kestää roikkumista eikä siitä tolkuttomasti taivu.
Samalla tuli pohdittua lasikuitu vs. puu. Noilla on molemmilla kutakuinkin sama kimmokerroin eli samoilla profiilimitoilla ja ainevahvuuksilla tulee yhtä jäykkä. Pätee niin umpipuulle kuin vanerille, toki eroja on puulajin, oksien määrän jne. mukaan, mutta melko lähellä 10 GPa ollaan.
Puu painaa n. 1/3 lasikuidusta eli samoilla ainevahvuuksilla tulee paljon kevyempi. Kylmälaminoinnissa saatetaan käyttää jopa 1/5 painoisia puulajeja, jolloin umpitavarasta saadaan kerrosrakenteen paksuuus ja jäykkyys.
Lujuuden puolesta taas lasikuitu on jopa kertaluokkaa parempi. Mutta se on harvemmin mitoittava tekijä tällaisissa rakenteissa.
Sun luvuista huolimatta käytännössä lasikuitulaminaatilla on 2...3 kertainen jäykkyys samanpaksuiseen vaneriin verrattuna. Olisit kyllä huomannut jos olisit sellaisia käsitellyt.
Johtunee siitä että sun luvut on laminaatille pielessä, ja loput tulee pyöristyksistä, eli koivu / kuusi vanereilla on kohtuu suuret erot niin jäykkyydessä kuin lujuudessakin. Jopa 1,4mm tai 3,2 mm viiluista tehdyillä kuusivanerilla on isot ero jäykkyydessä samalla kokonaispaksuudella ja samassa kosteustilassa.
Tästä huolimatta kuivalla puulla on tietysti suurempi jäykkyys kuin saman painoisella umpilaminaatilla silloinkin, kun laminaatissa kaikki kuidut ovat samaan suuntaan. Sen takiahan kerrosrakenteita juurikin tehdään.
Vanerin ominaisarvot jäykkyydelle, lujuudelle ja painolle:
https://www.puuinfo.fi/sites/default/files/Vanerikäsikirja.pdf
27mm paksuviiluinen (9kpl 3mm viiluja) sivu 20/68:
Veto ja puristus pintaviilun suunnassa kimmomoduuli = 6545 MPa, poikittasisuunnassa 5455 MPa. Keskiarvo siis 6GPa. Vetolujuus pintaviilun suunnassa 9,8 MPa, poikittain 8,2 MPa.
Paino 12,4 kg/m^2 sivulta 16/68, taulukko 2-3.
27 mm koivuvaneri ( 19 kpl 1,4 mm viiluja) sivu 19/68:
Veto ja puristus pintaviilun suunnassa kimmomoduuli = 9019 MPa, poikittasisuunnassa 8481 MPa. Keskiarvo siis 8,75 GPa. Vetolujuus pintaviilun suunnassa 38,7 MPa, poikittain 36,3 MPa.
Paino 18,4 kg/m^2 sivulta 16/68, taulukko 2-3.
Se 2...3 kertainen kimmomoduuli (min 18 GPa) pätee siis käsin epoksillä laminoidulle 0/90 kuitusuunnatulle E-lasille, jossa molempiin suuntiin on sama määrä suoria kuituja. Ei matolle eikä edes paksuille kudotuille rovingeille, joiden kuidut ovat täynnä mutkia. Eikä ainakaan huonolle polyesterille.
Isossa veneessä isommat tarpeet: 6kpl isoja paneeleja ja 4kpl tuuligenuja yhdessä targakaaressa. Vähän samantapaista kiinnitystä ajattelin (yhdelle) tuuligenulle..
viimeinen linkki unohtui..
https://www.marlec.co.uk/solar-power/boats-and-marine/?v=f0aa03aaca95
"Käyttäen+maltillisia+10+GPa+ja+200+MPa+arvoja+lasikuidulle+jo+1+mm+lasikuitukerros+kestää+helposti+100+kg+painon+keskellä+2,2+m+jänneväliä.+Taipuu+4+cm+tuosta"
Kannattaako+noin+alhaisilla+arvoilla+käyttää+lasia+ollenkaan,+kun+samanpainoisella+puulla+saa+paljon+parempia?
Esim+C24+lujuusluokan+kotimaiselle+kuuselle+annetaan+(RIL+205)+syynsuuntaiseksi+kimmomoduuliksi+keskimäärin+11+GPa+tiheydellä+420+kg/m^3,+mutta+mitoituksen+perusteena+on+alin+5%,+jonka+kimmomoduuli+on+7,4+GPa.
E-lasikuidun+kimmomoduuli+on+72+(85+in+annealed+condition)+GPa.+Kaikki+kuitu+ei+ole+yleensä+kuorman+suunnassa,+eikä+kaikki+laminaatin+materiaali+ole+kuitua,+mutta+ei+kimmomoduulia+sentään+seitsemällä+tarvitse+jakaa.+https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=764
https://www.agy.com/wp-content/uploads/2014/03/High_Strength_Glass_Fibers-Technical.pdf
Entäs+se+laminaatti,+no+vaikkapa+tässä+sivulla+7/18+taulukossa+9:
http://www.polymerjournals.com/pdfdownload/1233309.pdf
E-moduuli+18+GPa,+ja+vetolujuus+181+MPa,+mutta+käytetty+laminaatti+oli+kuituorientaatiolla+(0/45/90/-45/-45/90/45/0)+eli+vain+neljännes+kuiduista+vedon+suunnassa.
Kun+käyttää+(0/90)+kuitusuuntausta,+paranevat+arvot+molempien+kuitujen+suunnassa+olennaisesti,+mutta+viistoon+tietysti+heikkenee.+>400+MPa+ja+>+20+GPa+ei+ole+mikään+ongelma+saavuttaa+epoksilla,+ja+voi+siihen+jollain+muullakin+hartsilla+päästä.
Tässä+sama+teoriassa+kuvien+kera:+https://mycourses.aalto.fi/pluginfile.php/195660/mod_resource/content/1/4+Composites.pdf
sivu+9/21+esittää+mikä+ero+on+katkokuitumatolla+ja+0/90+suunnatun+pitkän+kudoksen+kimmomoduulissa.+Ilman+muovin+osuutta+kimmomoduulit+16GPa+ja+40GPa,+lisätään+puolet+muovia+3GPa+ja+jaetaan+tulokset+kahdella,+koska+paksuus+tuplautuu+kun+puolet+on+muovia.
Nyt+modulit+ovat+katkokuitumatolle+9,5+GPa+ja+pitkillä+kuiduilla+21,5+GPa.
Sivulla+11+esitellään+tuotteita+jossa+puolet+on+mattoa,+ja+siitä+johtuen+todella+surkein+tuloksin.+Hartsia+on+yli+puolet+painosta,+eli+tilavuudesta+jopa+yli+75%!+Käsin+laminoimalla+pääsee+aloittelijakin+helposti+laminaattiin,+jossa+painosta+on+yli+puolet+kuitua,+kun+jättää+turhat+matot+pois,+ja+käyttää+ohuita+kankaita.
Viimeisellä+sivulla+esitellään+tyypillisiä+arvoja+lujuudellä+ja+jäykkyydelle.+Pieninkin+taulukon+lasin+ja+polyesterin+arvo+kimmomodulille+on+nyt+15+GPa.+On+varmaankin+jätetty+jo+matot+pois,+kun+samassa+dokumentissa+sille+saatiin+noin+10+GPa+arvo,+jos+puolet+tilavuudesta+olisi+kuituja.+jos+vain+25%+on+kuituja,+niin+sitten+mattolaminaatille+saadaan+vain+0,25*16GPa++0,75*3GPa+=+6,25+GPa.+Mattoja+ei+todellakaan+kannata+käyttää+jos+haluaa+lujuutta+ja+jäykkyyttä+lisäämättä+painoa.
Hyviä kysymyksiä. Kyllähän puu on erinomainen rakennemateriaali. Lujuus ei ole kuitenkaan kovinkaan suuri ja veneessä vesi aiheuttaa ongelmia.
Epoksilla varmasti pääsee parempiin lukemiin 10 GPa, mutta polyesterissä merkittävästi paremmat luvut vaativat oikean suuntaisia kuituja ja suurta suhteellista lasimäärää. Onko sinulla joku viite siiten, että polyesterillä voi jättää katkokuidun pois? Kaikissa näkemissäni ohjeissa sanotaan, että suunnattujen kuitujen välissä pitää olla katkokuitua sitomassa kerroksia toisiinsa. Voin tietysti kysyä Markulta tuota.
Ylivoimaisesti suurin osan lasikuidusta on polyesterillä laminoitua. Siksi käytän sen lukuja. Kuten aiemminkin sanoin, hiilikuidulla päästään sitten aivan omaan luokkaansa lujuudessa ja jäykkyydessä painoon nähden. Epoksilla tietysti parempaan kuin polyesterillä, mutta edelleen ollaan lähellä puuta.
Jos lasia on paljon, laminoidaan epoksilla ja päästään vaikkapa siihen 20 GPa kimmokertoimeen, on myös tiheys suurempi. Edelleen puulla pääsee jäykempään samalla painolla ja ulkomitoilla. Tiheysero saattaa olla jo 4-kertainen. Lasikuidun etu on sitten suurempi lujuus, vapaampi muotoilu, liitoksien puute, vedenkesto jne. Kerrosrakenteella päästään puulla vaikeammin toteutettaviin poikkileikkauksiin.
Ohuiden seinämien etu menetetään osin viimeistelyssä. Sileää pintaa varten pitää laittaa pakkelia vähintään kuitujen piilottamiseen. Miten suuri osuus painosta tuosta tulee vaikkapa 1 mm laminaatilla?
"Ohuiden seinämien etu menetetään osin viimeistelyssä. Sileää pintaa varten pitää laittaa pakkelia vähintään kuitujen piilottamiseen. Miten suuri osuus painosta tuosta tulee vaikkapa 1 mm laminaatilla?"
Aiemmin postasin jo esimerkin 4 kg/m^2 painavasta kannen laminaatista.
1) Jossa on PVC-vaahtoa yhteensä noin 1,8 kg/m^2,
2) hartsia laminaatin ja vaahdon rajapinnassa arviolta 0,2 kg/m^2 (ei mitattu, koska lasi laminoitiin vaahdon pintaan, eikä liimattu jälkikäteen).
3) laminaatin kuivapaino yhteensä keskimäärin 1,1 kg/m^2,
4) kuidun kastelemisen hartsi noin 0,5 kg/m^2
Nuo olivat yhteensä 3,6 kg, loput 0,4 kg oli pinnoituksen pakkelia ja maalia, mutta ne sisältävät molempien puolien viimeistelyn, kun pinta-alaksi on laskettu vain toinen puoli.
Ei yhden millin laminaatilla pitäisi pakkelia juuri enempää mennä, jos käytetyt lujitteet ovat samoja, mutta kerroksia enemmän.
Paksuilla lujitteilla ilman alipainetta menisi tietystikin enemmän pakkelia, mutta jos ei töpeksi 0,25 kg/m^2 kummallekin puolelle, eli 0,5 kg/m^2 yhteensä vaikkapa laipiossa.
Targakaaressa pakkelia tarvitaan vain ulkopinnalle, eli 0,25 kg/m^2 riittänee käsinlaminoidessa paksuilla lujitteilla. Ja maalin paino sen lisäksi.
Jos töppäilee ja lujitteiden limityksiä tulee paljon samoihin paikkoihin, saa pakkelia menemään tietysti vaikka kuinka paljon, jos pinnasta silti haluaa tasaisen, eikä vain tasaa lujitteen reunan paksuushyppäyksiä ja paikallisia paksuus vaihteluita.
Oikein tehtynä kankaan reuna tulee kulkea jokaisessa kuitukerroksessa eri paikassa, jolloin limityksen sijainti siirtyy aina uuteen paikkaan jokaisessa kerroksessa. Silloin 0,2 kg/m^2 voi riittää sekä pakkelille että maalille, kun käytetään ohuita kankaita (~200 g/m^2).
Prosenttiosuus riippuu sitten kokonaisuudesta, minkä verran väliainetta, ja miten suuri hartsipitoisuus.
" Onko sinulla joku viite siiten, että polyesterillä voi jättää katkokuidun pois? Kaikissa näkemissäni ohjeissa sanotaan, että suunnattujen kuitujen välissä pitää olla katkokuitua sitomassa kerroksia toisiinsa."
Suunnatut kuidut ovat kiinni vain ja ainoastaan matriisilla, mikä määrää sen tarttuvuuden seuraavaan kerrokseen joka tapauksessa. Ei se katkokuitu tunkeudu suunnattujen kuitujen väleihin millään mekanismilla. Siis vaikka matriisi tarttuisi paremmin katkokuituun, niin mitä hyötyä siitä on kokonaisuudelle?
Heikoin lenkki ratkaisee, mikä leikkauslujuuden osalta on se sileän (pieni karheus, ja siten pieni pinta-ala tartunnalle) UD-kerroksen liitos matriisiin.
"Voin tietysti kysyä Markulta tuota."
No kysy pois. Ja jos väittää CSM:stä olevan tuossa jotain hyötyä, niin kysy myös sitä että miksi, eli mikä siihen johtava prosessi hänen mielestään on?
Miten siis UD:n ja matriisin rajapinta eroaa siitä riippuen, onko seuraava kerros CSM vai jotain muuta?
Jollei ole eroa, ei lujuudessakaan voi olla eroa.
Ja käsinlaminoidessa CSM tuppaa vielä lisäämään matriisiin jäävää ilmaa, mikä heikentää tuota kohtaa leikkauslujuuden kannlata lisää, eikä suinkaan lisää lujuutta. Yhdensuuntaiset ohuet kuidut ovat paljon helpompia kastella kunnolla hartsilla, kuin CSM.
Ehkä jotain eroa tulee siitä, millaisesta UD:sta on kyse. Ääriesimerkkeinä köysiä (=paksu roving) vierekkäin pinottuna, tai sama ohuilla langoilla (yarn) joita on useita kerroksia päällekkäin saman kokonaislujitepainon saavuttamiseksi.
Katkokuidussa on kuituja sikin sokin, joilloin ilmeisesti laminaattikerrosten välit tarttuvat paremmin. Kahden päällekkäisen suunnatun kuitukerroksen välillä on vain tavallinen liimasidos. Näin olen tuota lukenut selitettävän ja tosiaan en ole nähnyt yhtään layup-suositusta ilman katkokuitua polyesterillä, vaikka paljon noita biaksiaali ja joskus myös UD-kuituja käytetään.
Principles of Yacht Design kirjassakin sanotaan, että rowing-kerrosten väliin on syytä laittaa CSM kerros varmistaaseen "inter-laminar strength" (strength between plies of reinforcement). Sivu 252 http://protei.org/download/20110417Principles of yacht design - Larsson, Eliasson.pdf
Sinun muista poikkeava ajatus, että katkokuitua ei polyesterillakaan tarvita vaatisi kunnon perustelut ja viitteen.
Näyttää Markku ottaneen ainakin yhden kuvan tuolta. Tuolla on myös lujuuskäyriä ja kimmomodulikäyriä eri lasikuiduille ja kuitupitoisuuksille. Käsinlaminoimalla polyesterillä ei näytä pääsevän 18 GPa:han, mutta kuitenkin selvästi yli 10 GPa, jos käyttää rowingia ja saa kuitupitoisuuden pysymään kohtuu korkeana.
"Katkokuidussa on kuituja sikin sokin, joilloin ilmeisesti laminaattikerrosten välit tarttuvat paremmin. Kahden päällekkäisen suunnatun kuitukerroksen välillä on vain tavallinen liimasidos. Näin olen tuota lukenut selitettävän"
Juuri noinhan sanoin, ja juuri tuo on syy sille miksei laminaatin pienin leikkausjännitys murtorajatilassa kasva yhtään lisäämällä väliin CSM kerroksia. Se pienin kun esiintyy silloin siinä suunnatun ja kovettuneen hartsin rajapinnassa, eikä sen lukuarvo muutu siitä että jossain muualla samassa klaminaatissa on tai ei ole CSM-kerroksia.
Jättämällä UD kokonaan pois leikkausjännitys kerrosten välillä tietysti paranee, mutta sitähän kukaan ei edes ehdottanut. Ilmiselvistä syistä, eli lujuusarvot kerrosten tasossa romahtaa.
"Ohuiden seinämien etu menetetään osin viimeistelyssä. "
Etuun ei vaikuta viimeistelystä johtuva paino.
Tietyn taivutuslujuuden (tai -jäykkyyden, muttei molempien yhtäaikaa) kerrosrakenteiden paino on summa seuraavista:
1) kuorien laminaattipainot
2) väliaineen paino
3) liitoksen hartsin paino
4) viimeistelyn paino.
3 ja 4 kohdat eivät muutu muutettaessa väliaineen paksuutta ja kuorien laminaattipaksuutta.
Niinpä kokonaispainon minimi saadaan tarkastelemalla vain 1 ja 2 kohtien muutoksia annetulla reunaehdolla. Kun ollaan minimissä, on pienillä muutoksilla laminaatin ja väliaineen painon muutos yhtäsuuri, mutta vastakkaissuuntainen.
Globaalin taivutuslujuuden minimissä kuorien yhteispaino = väliaineen paino.
Globaalin taivutusjäykkyyden optimissa väliaine on painavampi.
Käsityönä voi viimeistelyssä olla pieni ero ilman muotteja, mutta siihen suntaan että ohuella laminaatilla tarvitaan vähemmän viimeistelyä pakkelilla. Tämä koska hartsipitoisuus ei käsin jakaudu aivan tasan koko pinta-alalle, mikä johtaa paksuusvaihteluun, sitä suurempaan mitä paksumpi laminaatti, ja siten vaatii viimeistelyyn paksumman pakkelin kompensoimiseen.
Tämä tekee ohuesta kuoresta aavistuksen edullisemman kuin mitä laskelma osoittaa, mutta sitä tuskin kannattaa edes huomioida.
" Edelleen puulla pääsee jäykempään samalla painolla ja ulkomitoilla. "
Samalla painolla kyllä, kun verrataan umpilaminaattiin, mikä on silloin paljon ohuempi.
Samoilla ulkomitoilla kun puu on umpinainen ja laminaatti ontto tai väliaineella samaan kokonaispainoon pääsemiseksi?!? Ei valitettavasti päästä. Laminaatilla pääsisi parempaan silloinkin, jos jäykkyys/painosuhde olisi materiaaleilla sama, eikä se ole, jos verrataan E-lasilaminaatin parhaimpiin prossesseihin ja aineisiin, koska laminaatti on silloin keskimäärin selvästi kauempana taivutuksen neutraalipinnasta kuin puu.
Kuivalla puulla on todellakin suurempi jäykkyys kuin saman painoisella umpilaminaatilla silloinkin, kun laminaatissa kaikki kuidut ovat samaan suuntaan, käytetään epoksia, ja vaikka vielä alipainemenetelmääkin, koska silloin puu on paljon paksumpi!
Sen takiahan kerrosrakenteita juurikin tehdään. Ja onttoja rakenteita materiaalista riippumatta.
No huh huh, miastä moinen tietämys kumpuaa!!??
Tämmöiset "tyhmät" kysymykset ja paluu lähemmäs lähtöruutua menemättä välillä vankilaan: onko edelleen hyvä plääni jos epoksoin (liimaan) esim 3kpl 4mm:n vanerisoiroja oikeaan muotoon sisäkulmatuilla, ja sit laitan epoksia pintaan ja siihen laskikuitukangasta ja sitten uusi kerros epoksia & kangasta, annetaanko kuivua välillä, vai märkää märälle? Ja lopuksi kaksikomponenttimaalia pintaan x kerrosta, vai? Haittaako jos lasikuitukankaan suikaleiden päät menee vähän päällekkäin, vai pitääkö nimenomaan mennä? Kestääköhän rakenne paneeleiden (yht. n. 20kg) lisäksi 100W:n tuuligenun toiseen reunaan kaarta? Voi olla että testaan ekaks kaaren kiinnitystä pelkästään takakaiteen kaideputkiin (taka-vinoihin ja vaakaputkiin), tuntuvat tosi tukevilta. Jos tuntuu epäluotettavilta niin sitten kiinntys em. lisäksi sivukansiin takaknaapien liepeille.. Sormi on jo sirkkelin käynnistysnappulalla..!
--pelleP
Millaisia sisäkulmatukia tarkoitat?
Onko poikkileikkaus umpitavaraa vai ontto?
Jos haet laminaatilta lujuusarvoja, laminoi kerokset epoksilla samalla kertaa antamatta kovettua välillä. Jos taas haetkin maksimaalista vesitiiviyttä, anna jokaisen kerroksen kovettua erikseen.
Kankaan reunojen tulee limittyä päällekkäin, jos haluat lujuuden olevan > 0 myö liitoksen osalta.
Epoksilla 5 cm on vähintään tarpeeksi, mutta ohuella kankaalla ja huolellisella työllä
cm voi jo riittää. Limityksen pituus mitataan niistä kuiduista, jotka ovat poikittain liitoksen rajapintaan. Vierekkäisten kankaiden niiden kuitujen, jotka ovat rajapinnan suunnassa ei tarvitse limittyä ollenkaan.
Kestosta on turha sanoa yhtään mitään ennekuin olet vastannut alussa esitettyihin kahteen kysymykseen.
Tietämys kumpuaa sekä alan teorian hallinnasta, että käytännön suunnittelu ja valmistustyöstä siihen liittyvine koekappaleiden testauksineen, yhdistyneenä monikymmenvuotiseen purjehdusharrastukseen.
Numero 3 katosi tekstistä johonkin, tässä korjattu versio:
Epoksilla 5 cm on vähintään tarpeeksi, mutta ohuella kankaalla ja huolellisella työllä
3 cm voi jo riittää.
Sisäkulmatuilla tarkoitan kaaren pysty- ja vaakakappaleiden ylä-sisäkulmia, vai riittäiskö jos taivuttaa ja laminoi kulmat pyöreiksi tietyllä säteellä? Ajattelin ekaks että kiinnittäisin vaaka- ja pystysoirot joillain muotoilluilla sisäkulmakappaleilla ja pyöristäisin vain hiukan ulkokulmia, eli lopullinen rakenne olisi aika kulmikas, en tiedä osaanko selittää.. Vaakakappale olisi jonkin verran kupera, ja pystykappaleet jonkin verran kaarevat..
Ei ole ihan tuttua tämän tyyppinen puuha..
ja vielä yksi kyssäri: JOS tekisin kaaren pelkästä puusta, niin mikä olisi järkevin pintakäsittely?
Puuöljy