30ft Segelyacht im one design - Ich versuche es mal

[Heimfried]

Zitat von haru

[...] Wenn ich den Rumpf als echtes Sandwich ausführe, ist es egal was zwischen den beiden GFK-Schalen steckt, solange es druckfest genug ist.

Moin Hans,
da fehlt die erforderliche Scherfestigkeit als entscheidende Eigenschaft und die ist nicht weniger wichtig, als die Druckfestigkeit.

[Totti-Amun]

Zitat von Heimfried

Moin Christian,
Balsaholz als Sandwich-Kernlage wird nach meiner Kenntnis als Hirnholzlage eingebaut. Die Holzfaser steht also in Richtung der Sandwichdicke. Das gibt dem Balsa die erforderliche Druckfestigkeit und (zusammen mit dem Harz in den Fugen zwischen den Holzscheiben) die erf. Scherfestigkeit. So willst du dein Paulownia wohl nicht verarbeiten, oder?

Kenne ich auch nur so und macht man inzwischen auch im Surfboardbau so, man lernt ja auch im Kleinen dazu. Zunächst Holz nur als Furnier aus optischen Gründen im Oberdeck, dann in Stresszonen (im Standbereich), jetzt als Hirnholz im Unterwasserschiff.
Sehr anspruchsvoll, auch wenn die Lagen hier nur im Bereich von nichtmal einem mm liegen.

Grüße

Totti

[hein mk]

Moin Christian
Das sieht ja nach einem Raumwindläufer aus wo bei mir die Vorschiffslinien in dieser Darstellungsweise nicht ganz einleuchten,hast du ein Programm das das ganze in einen Linienriss übertragen kann aus dem dann das ganze für den oldstyled Segler etwas besser lesbar wird.
gruss hein

[Shearline]

Paulownia ist in Australien und Neuseeland (dort auch als "Kiri" im Umlauf) durchaus verbreitet im Bootsbau anzutreffen. Einer der prominentesten Vertreter unter den Konstrukteuren wäre zB Mark Bowdidge.

Allerdings muss man bei der Dimensionierung schon unterscheiden, ob es um einen echten Sandwich Layup geht (wie im Fall von End-Grain-Balsa) oder einen Strip-Plank/Composite Layup wie hier.

Wobei hinsichtlich der Laminatstärke (trotz aller Präzendenzfälle) jegliche Anleihe an bestehende Designs in diesem Fall leider zum Scheitern verurteilt ist, da bei einem 30 Fuss Boot bislang noch NIEMAND an zarte 10mm Leistchen dachte. Im Übrigen wird diese (insbesondere bei Sandwiches) auch eher als Grammatur spezifiziert und nicht in mm.

Und da ich mal zu bezweifeln wage, dass auf Basis dieser Grundlage hier auch nur die rudimentärsten Scantlings erfolgreich erarbeitet werden, empfehle einfach mal folgende Schmöker zum nachschlagen:

Principles of Yacht Design (PaidLink)

Elements of Boat Strength
(PaidLink)
Ist man die beiden durch, hat man zumindest mal eine Diskussionsgrundlage

[Hesti]

Ich wollte gerade die gleichen Bücher in den Raum schmeissen, da war Shearline schneller ...

Bei Gerr vermute ich, dass seine Auslegungsregeln den US Coast Guard Regeln entsprechen. Beim Thema Bodenwrangen bei Kielbooten habe ich bei Ihm nicht alles gefunden, was ich gesucht habe, da ist dann doch selber rechnen angesagt.

Larsson etc. hangeln sich am Beispiel einer größeren Yacht durch die EU Recreational Craft Directive mit zugehörigen Normen.

Beides kommt erstmal ohne FEM aus.

Bootsdesign ist ein iterativer Prozess: Zum Beispiel in etwa so:
Man zeichnet / CADed erstmal etwas, was schön glitschtig aussieht. Natürlich einschließlich Wasserlinie.
Dann dimensioniert man.
Kiel und Mast mit Segeln hängt man auch noch dran bzw stellt das drauf, wobei der Segelschwerpunkt schon ein bischen vor dem Schwerpunkt des Lateralplans liegen sollte.
Dann macht man zumindestens das Innenlayout, damit man weiß, wo welche Massen sitzen.
Dann rechnet man die Massenverteilung. Schöne große Excel Tabell. Anker, Motor, Batterien, alles braucht seinen Platz, damit die Massenverteilung stimmt.
Dann vergleicht man die Massenverteilung mit der Auftriebsverteilung.
Dann stellt man fest, dass das nicht passt, der Kahn wird nicht auf der Designwasserlinie schwimmen. Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass der hinten zu weit eintaucht.
Dann schaut man, was man da machen kann. Entweder mehr Kielmasse nach vorne oder hinten mehr Auftrieb, also zurück ans CAD.
Irgendwann hat man das so einigermassen hingefummelt, dass der Kahn in etwa so im Wasser liegt, wie man sich das vorgestellt hatte. Natürlich sieht das Unterwasserschiff inzwischen anders aus als beim ersten Entwurf. Wenn der Winkel, mit dem das Wasser im Heckbereich abströmt, zu steil ist, reisst da leicht die Strömung ab und der Kahn ist eine lahme Ente. Das ganze natürlich nicht nur auf ebenem Kiel, sondern auch bei Lage (sagen wir einfach mal bei 20 Grad Lage). Wenn bei Lage die Spiegelecke tief tief unter Wasser ist (kann bei breiten Spiegeln schon mal passieren), läuft das Wasser da auch nicht sauber dran vorbei, sondern es bildet sich dahinter Totwasser, was wiederum bremst. Natürlich kränkt so ein Boot mit breitem Spiegel nicht einfach um die Längsachse, sondern der breite Spiegel sorgt dafür, dass das Boot beim kränken auch etwas nach vorne kippt. Anschauen sollte man sich das schon, wie der Rumpf dann im Wasser liegt.
Dann rechnet man irgendwann auch noch die Stabilitätskurve. Da kann dann die nächste Überraschung warten, vor allem, wenn man mit geringem Ballastanteil bauen will.
Nach ein paar Iterationen ist man dann hoffentlich soweit, dass das stimmig ist. Und dann kommen die Details der Konstruktion. Und dann ufert das richtig aus.

Ist schon ein Hobby für sich. Kann Spaß machen. Aber wenn man das gut macht, dauert das auch.

[Shearline]

Zitat von Hesti

Beides kommt erstmal ohne FEM aus.

Was bei einem anisotropen Werkstoff in schier unendlicher Variation der Zusammensetzung ja auch weitaus praktikabler ist.

[Hesti]

Die Festigkeitsauslegung von Segelbooten neu erfinden - ist auch ein spannendes Thema.

Bei Sydney Hobart gab es wohl mal Brecher mit einer Höhe von bis zu 10 Metern. Da sind dann auch Booten die Decks eingedrückt worden. Wasser, das aus 10 Metern Höhe fällt - gibt einen Druck von einem Bar. Wenn man das Deck darauf auslegt - hat man wahrscheinlich das schwerste jemals gebaute Deck in der 30 Fuß Klasse. Ähnlich für den Rumpf. Also legt man auf weniger aus. Auf wie wenig - CE macht da Vorgaben, die aber ein Selbstbauer nicht beachten muß. Nur - wenn ich mit dem Kahn irgendwo hin will, wo ich bei schlechter Wettervorhersage nicht in den nächsten Hafen komme - will ich schon, dass das Boot nicht schon bei einem halben Meter Wasser auf dem Deck einbricht. Auch einen Meter sollte das locker abkönnen. Mitte Atlantik - ist nochmal mehr sehr beruhigend. Nordatlantik und Kap Horn - wäre nochmal mehr schön. ... Mit den Entscheidungen, die man da beim selber rechnen treffen muß, entscheidet man auch über die Wahrscheinlichkeit, anzukommen. Wenn man sich weit auf die sichere Seite legt - gibt das kein Rennboot. Wenn man die Lastannahmen sehr niedrig ansetzt - sinkt die Wahrscheinlichkeit, anzukommen, dramatisch. Wenn man sich an Dave Gerr oder Larsson etc. hält - kommt man zügig voran und wird mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ankommen. Für 10 m Brecher reicht das aber nicht.

[haru]

Zitat von Heimfried

Moin Christian,
Balsaholz als Sandwich-Kernlage wird nach meiner Kenntnis als Hirnholzlage eingebaut. Die Holzfaser steht also in Richtung der Sandwichdicke. Das gibt dem Balsa die erforderliche Druckfestigkeit und (zusammen mit dem Harz in den Fugen zwischen den Holzscheiben) die erf. Scherfestigkeit. So willst du dein Paulownia wohl nicht verarbeiten, oder?

Da die Lage der Fasern im Holz ein absolut entscheidendes Kriterium für jeden Verwendungsfall ist, endet hier wohl die Vergleichbarkeit. Ansonsten kann ich zur Eignung von Paulownia mangels näherer Kenntnis leider nichts sagen.

Die Druckfestigkeit von Paulownia ist längs etwas höher als von Balsa in Faserrichtung. Die Belastung des Sandwichmaterials erfolgt diagonal auf Schub, da sollte als Paulownia durchaus auch längs verarbeitet geeignet sein. Es ist eben schwerer als unbeding erforderlich, das ist aber bei den meisten GFK-Booten auch so. Dafür ist die Verarbeitung einfach und Heimwerkertauglich. Es ist ja oft eine Abwägung zwischen Wirtschaftlichkeit und technischen Optimum.

Es kommt aber auf die richtige Dimensioneurng abhängig von der GFK-Schale an (Gewebe, Gelege, Matte, Verarbeitung als Handlaminat oder im Vakkuum, welches Harzssytem...). Ohne Erfahrung kann man nur dringen anraten sich bei der Auslegung Hilfe vom Profi zu holen, von einem der auch die Lastfälle im Yachtbetrieb kennt und im Auge hat. Alles andere wäre fahrlässig.

Hans

[HAUPTsache]

Vielen Dank für eure Tipps. (Auch für die amüsanten Film-Empfehlungen )

zum Jahreswechsel wollte ich einen kleinen Zwischenstand berichten.

Rechte Rumpfhälfte soweit fertig von außen Laminiert. Nun folgt symmetrisch die linke.

Mal sehen wie weit mich das Jahr 2021 bringt.

Kommt gut rein.