Targakaari laminoimalla?

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.

"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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

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.

Ja teräksestä vielä kevyempi...

Anonyymi kirjoitti:

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.

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.)?

Anonyymi kirjoitti:

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.)?

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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)

Anonyymi kirjoitti:

"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)

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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?

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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?

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.

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/

Anonyymi kirjoitti:

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/

Lue lisää

Kiitos juuri tuota tietämystä/kokemusta hain ja sain. Ei bidjetti kaadu tuohon himpun kalliimpaan levyys joka siis kestää sen hartsin.

Anonyymi kirjoitti:

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/

Lue lisää

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.

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..

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.

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.

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.

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

Vaneriin saa kiinni kunnolla ruuveilla tavaraa, Divinyceliin ei.

Anonyymi kirjoitti:

Vaneriin saa kiinni kunnolla ruuveilla tavaraa, Divinyceliin ei.

Vanerin saa ruuvikiinnityksillä helposti lahoamaan, kun ruuvin kiinnittääkin divinycellin paikallisesti korvanneeseen umpilaminaattiin, ei tätä ongelmaa ole.

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

Anonyymi kirjoitti:

Kavenna ylhäältä vielä 5 cm, niin tulee tukevampi sivusuunnan heiluntaa vastaan. Tosin jälkikäteenkin on helppo tehdä tuet kulman yli, jos tarvitaan.

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?

Anonyymi kirjoitti:

"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.

Lue lisää

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.

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?

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.

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

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?

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

"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.

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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.

Anonyymi kirjoitti:

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.

Lue lisää

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..

Puuöljy