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我总结的胶合板船的制造工艺

2022-11-8 17:57 · DIY造船日记
来自: 上海

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在美国,自建较小的帆船(通常40尺以下的)往往采用胶合板来制作。

究其缘由,主要还是建造成本比较低,工艺相对简单,也不需要太多特殊工具。

特别注意: 造船所用的“胶合板”必须是防水级的。这类板材一般称为“海洋板”。普通胶合板制造过程中采用的胶合剂耐水性很差,长期接触水后会产生溃散,丧失结构完整性。


在最原始的胶合板船中,只使用胶合板来建造,这类船和传统木船很接近,区别无非是传统木船无法获得较大宽度的板材。所有较大规格的船板都必须采用木条拼合来完成。胶合板天生就可以获得大张的板材,这样建造工时可以省很多。另外针对于胶合板是大张尺寸的这一前提,很多设计中专门为胶合板造船做了优化,这类设计中往往没有传统木船那种双向曲面的船壳,而大量采用平板或者小幅度单向弯曲的板面结构。

厚的胶合板刚性很大,弯曲能力很弱,设计中一般避免小半径的弯曲。如果非得要做这种弯曲(例如圆舭船体中的圆舭部分),通常采用易于弯曲的薄板材多层叠合来形成。比如船壳设计厚度有9mm,那可以用3层3mm的胶合板来叠层获得。每一层3mm的薄板还是很容易弯曲的。另外,有一些部分设计厚度可能比你买到的板材厚度更厚,这也需要叠层来加厚。

在胶合板多层叠合的制造中,你要想把两层很完美得胶合在一起是很困难的,特别是那些已经有一些弯曲的表面来说。因为实际建造的时候底层总有一些凹凸不平,你再叠上一层就会产生各种不平整。这有两个办法克服或者缓解。一种办法是做好一层后,通过精细打磨,让任何凸起的地方都磨平,低洼的地方则通过填补腻子的方法找平(显然这很耗时间)。另外一种方法是在两层胶合板之间夹一层有一定厚度的涂胶的玻璃布或者玻璃毡。未凝固的玻璃钢有一定流动性,通过挤压胶水改变玻璃钢的局部厚薄可以消除一些较小的凹凸。这一层也进一步增强了船壳的防水性。通常这两个工艺都同时进行。


改进一些的胶合板船,在船壳内外都增加了相当厚度的玻璃布刷上胶水后会形成玻璃钢结构。由于玻璃钢的弹性模量(和铝材比较接近)远高于木材,这会导致在受力变形中,玻璃纤维将优先承受载荷,而木材受力很低(导致其强度无多少贡献),往往只起到传递剪力的作用。这类结构本质上来讲,它是以胶合板为芯材的玻璃钢结构,而非木结构。这类船和传统的那种模具法生产出来的玻璃钢船显著的差别就是它不需要模具就可以被建造。

从这个角度看,允许使用非常薄的胶合板来建造这类船。也就是在设计中仅仅把胶合板当成玻璃钢成型的模具,而完全忽略其力学贡献。


我爸是木匠 来自: 浙江杭州
点赞。我最近就在用海洋板制作一条2.4米左右的摇篮型小帆船,船身用6mm的板子,前后中间隔板用9mm的,再加里外玻璃钢,这么小的体型,也就打算在微风或者小风的湖里玩玩,海里可不敢去。



2022-10-21 09:19
2022-11-8 13:49
这厚度应该没问题啊, 我看国外挺流行的scamp 迷你帆船,12尺的,跟这个形状很像。  详情 回复
2022-10-25 22:01
我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些  详情 回复
begun 楼主 来自: 上海
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 13:33 编辑

从建造工艺讲,木船和玻璃钢船是两种不同的工艺。如果从简化工艺范围来讲,应该减少工艺的种类。但实际操作中,这两者都属于简单工艺(不需要特殊设备和高超工艺水准),而且在胶合板船建造中,现在已经没有不使用玻璃钢工艺的了。无非是两种工艺谁多一些谁少一些的比例问题。

比如你要做玻璃钢,你需要购买玻璃布和胶水。你的工艺中玻璃钢少一些,那就是少买几桶胶水,但你不能不买。基于这个原因,那么我们可以采取以下工艺:

先以薄胶合板做出船体正确的形状。然后在这个有形状但结构比较脆弱的壳上叠加玻璃钢厚度来满足船体的强度要求。
对于外层,对表面光顺行有一定要求。那么我们可以采取的方法是:
先45度铺设一层单向玻璃布来满足船壳的纵向扭转和平行于船壳表面的抗剪。然后铺纵向玻璃丝束,满足船体的纵轴抗弯。最外层铺玻璃毡,提供一定的打磨厚度余量。当然如果对表面光顺不是特别追求(实际作用也不是很大),也可以不打磨。

外层玻璃钢厚度不宜过厚,否则表面平整度不容易控制(现在主要依赖胶合板来提供形状基准)。强度方面如果有较高要求,可以在内层堆积足够层数来实现。
内层对表面光顺要求不高,主要以提高船壳局部刚性(避免船壳产生局部凹陷褶皱)为目的。这有很多方法。一种是铺足够厚度的蜂窝来提高船壳的整体宏观厚度来满足刚性的需求。先铺设泡沫条然后覆盖以玻璃布固化形成网格状格栅,这实际是手工做(大间距)蜂窝的方法,或者直接参考传统横纵骨架的方法做出玻璃钢结构(这方法贴近传统做法但并不适合玻璃钢结构)。
先铺和外层相反方向的45度单向布。如果纵向强度需要,此处可以继续叠加纵向丝束层数。然后一层方格布罩面,接着按前面设定的那些布置船壳增厚结构。

内外玻璃钢均可采用真空套袋法抽出多余的树脂。外层比较复杂点,内层做起来简单一些。
2022-10-25 13:28
begun 楼主 来自: 上海
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 21:04 编辑

对于偏重胶合板工艺的船来说,玻璃钢主要作用是增强胶合板接缝处的强度,以及增加防水性。具体做法是沿着接缝处铺设一条玻璃布,而且可能布设多层。然后船壳内外整体都罩上一层玻璃布(通常是方格布)。

对于胶合板本身来说,有一个接长的问题。比如我们要做一艘8米长的船,很显然胶合板只有2.4米长(工厂有生产更长的胶合板但普通市场上很难买到),你必须用至少4块胶合板接起来才能完全覆盖船体长度。那么这4块胶合板就有一个彼此搭接的问题。

材料长度的有限在整个造船史上都是一个严峻的问题。早期木船(包括胜利号这样的风帆战列舰)普遍因为这个问题难以克服而导致木制船体强度非常低下。。而你去看木材和钢材的理论比强度(同样重量下的强度之比),有些木材的比强度比现代造船用的普通钢材高多了,直逼高强度合金钢。更不用说工业革命时代的那种劣质钢铁。但结局却是钢铁完胜。
这个原因主要是:测试理论强度的木材都是短小的一小块。而实际造船中,你需要把有限长度的木材连接起来。这个连接点的强度远远低于木材的整体强度。钢铁船则通过铆钉搭接或者日后发展的焊接工艺,使得钢板强度可以在船体全长的长度下非常接近理论强度。

现代完全防水的合成胶水使得木材可以无限接长而无因搭接引起的强度不连续的问题。这有两方面的原因,一方面是胶水强度本身就非常高,另外一方面原因是搭接结构的合理构造。
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我们来看英国皇家海军的胜利号的船壳板是如何固定在船体的:他们都是一块一块的非常厚的板子直接钉在船体肋骨上。也就是说,板子和板子之间是没任何直接连接手段的。相邻的两块板只能通过钉在同一块肋骨上这样间接连接。造船壳犹如砌砖墙。

我看过一个挪威的维京人龙船的复原工作,他里面有一个船板纵向接长的步骤:先把板子一头斜切,然后斜切面上涂上沥青丝麻的混合物,然后把两块板子的斜切面拼合起来。这个方法是现代木板搭接的方法(只不过胶水换沥青了)。。维京时代是不是真这么干我就不清楚了,我很怀疑这是一种现代做法被使用到考古复原中了(比如100年前挪威人就这样造渔船了,然后他们在1000年前的船上也这么干)。就好像我们复原一艘宋代古帆船却用螺丝拧紧船壳一样,然后参与造船的老师傅还振振有词说我们祖辈都这么造木船啊。
image.png
image.png 这个图则显示了一些维京时代船壳的连接,可以看到他们用了不少榫头连接。这个方法你在现代北欧家具中也经常可见。但要注意,板材纵向之间依然是没任何连接的,这个榫头仅仅限于船壳板的横向拼接。板的纵向连接是通过横向相邻船板密集的多个榫头间接连接的。
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Scarf_joint.jpg cimg1834.jpg

我们现代胶合板搭接接长是采用坡面斜切,切口坡度我看一般都是1:12。有一些说法是通过延长坡面来扩大胶结面积,这样让胶水在坡口面积上的剪切强度满足胶合板的板厚截面的纵向抗拉强度。不过看这个数值显然不对,普通的环氧树脂胶的抗剪强度大约20MPA,这个数值基本和普通胶合板的顺纹抗拉强度相差不大,无论如何也不需要1:12的斜切。好吧,也许当初制定这个坡度的年代所用的胶水性能比较差。
100836949.jpg

另外一种接长方法是所谓“指接”,手指交叉一般把两块木头接起来。这个方法实质是斜接的变种。不过这个方法需要特殊工装设备才能获得良好的接头精度。而且受限于指接铣刀的尺寸比较难做非常宽的接头(理论上讲可以通过精确定位来实现,但实际施工比较困难)。另外,这个指接通常被切尖了,不是完全的三角形尖劈。这导致被切的那块区域没实现力学连续,整体搭接强度下降了(下降幅度取决于被切尖的宽度)。切尖的做法一般用于装饰性或者力学要求不高的场合,切尖有利于缩短接头的长度,节约木材。
相对于一次斜切的接头,多次斜切后接头长度比较短,这样对于特别厚的木材来说意义非常大。比如一个一英尺厚的龙骨,如果完全按1:12斜接法,光接口就长达12英尺。而一般的木料本身都仅仅只有20英尺长。
传统西洋古典帆船上龙骨常用这种接头:
image.png 这个接头显然没遵循1:12的斜切法。而且两头的切尖部位注意,是无法传递抗拉强度的。也就是实际上这种看似粗壮有力的龙骨,其实都是个弱鸡。
image.png
这份1913年的200吨纵帆船显示其龙骨由4段接合,每段大概仅有6米长。




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2022-10-25 14:04
begun 楼主 来自: 上海
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 15:24 编辑

另外一个问题是木材的力学各向异性。木材是一种单向纤维结构,在顺着纤维的方向上有最大的强度,纹与纹之间则强度极弱。这导致一般木船纵向强度尚可(但因为在古典结构中木材长度搭接结构的问题导致木材纵向顺纹强度没发挥出来),横向强度偏弱,而剪切强度极弱。

胶合板部分克服了这个问题,通过横纵交错铺设木纹,实现了横纵方向上大体相当的强度(付出的代价是顺纹强度降低了将近一半)。结构特性类似玻璃钢中使用方格布或者横纵单向布层叠。
剪切强度的问题,胶合板船是通过铺设一层45度斜向板材来克服的。这个在传统的西洋帆船结构体系(如胜利号)中是不存在的。

在钢铁船上,因为金属基本属于各向同性,任意方向上强度都相差不大,包括剪切强度也一样。所以造船上优势很大。又因为船只受力以纵向受弯为最大,所以钢铁船一般纵向偏弱而横向过强,需要多多增设船壳的纵向骨架。
胶合板因为力学各向同性接近金属,所以造船上比天然木材好很多。
2022-10-25 15:16
begun 楼主 来自: 上海
我爸是木匠 发表于 2022-10-21 09:19
点赞。我最近就在用海洋板制作一条2.4米左右的摇篮型小帆船,船身用6mm的板子,前后中间隔板用9mm的,再加 ...

我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些。

OP级是个完全按胶合板尺寸设计的船,造型不大圆润。不过也不是完全没好处,比如锐利的折线船舭可以让船横摇阻尼增大,船体比较稳定不易摇晃。它的船板厚度,船底是12mm厚的再叠加加强筋带(另一份图纸是6mm底板+12mm加强筋带)。侧板是6mm的,隔板框架都是18mm的。此外还有可收放的中插板供横风航行。翻船的问题OP级是通过在船内增加充气袋来保证翻覆安全性。
2022-10-25 22:01
begun 楼主 来自: 上海
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 22:04 编辑


我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些。

OP级是个完全按胶合板尺寸设计的船,造型不大圆润。不过也不是完全没好处,比如锐利的折线船舭可以让船横摇阻尼增大,船体比较稳定不易摇晃。它的船板厚度,船底是12mm厚的再叠加加强筋带(另一份图纸是6mm底板+12mm加强筋带)。侧板是6mm的,隔板框架都是18mm的。此外还有可收放的中插板供横风航行。翻船的问题OP级是通过在船内增加充气袋来保证翻覆安全性。 image.png image.png
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2022-10-25 22:01
2022-10-29 14:56
嗯,大小和op差不多,最早是当做接驳船用小划船,他们给它改装成小帆船,也是因为planks是层叠式的,比较传统漂亮,所以准备仿造一条,平时都可以当小划船,帆船也是一个选项。只想去微风的湖里体验一下驾驶帆船的感  详情 回复
begun 发表于 2022-10-25 22:01
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 22:04 编辑


我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些。

OP级是个完全按胶合板尺寸设计的船,造型不大圆润。不过也不是完全没好处,比如锐利的折线船舭可以让船横摇阻尼增大,船体比较稳定不易摇晃。它的船板厚度,船底是12mm厚的再叠加加强筋带(另一份图纸是6mm底板+12mm加强筋带)。侧板是6mm的,隔板框架都是18mm的。此外还有可收放的中插板供横风航行。翻船的问题OP级是通过在船内增加充气袋来保证翻覆安全性。

嗯,大小和op差不多,最早是当做接驳船用小划船,他们给它改装成小帆船,也是因为planks是层叠式的,比较传统漂亮,所以准备仿造一条,平时都可以当小划船,帆船也是一个选项。只想去微风的湖里体验一下驾驶帆船的感觉,海里是不敢去的
2022-10-29 14:56
sbug007 来自: 江苏
我爸是木匠 发表于 2022-10-21 09:19
点赞。我最近就在用海洋板制作一条2.4米左右的摇篮型小帆船,船身用6mm的板子,前后中间隔板用9mm的,再加 ...

这厚度应该没问题啊, 我看国外挺流行的scamp  迷你帆船,12尺的,跟这个形状很像。
2022-11-8 13:49
2022-11-8 17:57
强度没问题的,只是海里风浪太大,我胆子小,不敢去  详情 回复
sbug007 发表于 2022-11-08 13:49
这厚度应该没问题啊, 我看国外挺流行的scamp  迷你帆船,12尺的,跟这个形状很像。

强度没问题的,只是海里风浪太大,我胆子小,不敢去
2022-11-8 17:57

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在美国,自建较小的帆船(通常40尺以下的)往往采用胶合板来制作。

究其缘由,主要还是建造成本比较低,工艺相对简单,也不需要太多特殊工具。

特别注意: 造船所用的“胶合板”必须是防水级的。这类板材一般称为“海洋板”。普通胶合板制造过程中采用的胶合剂耐水性很差,长期接触水后会产生溃散,丧失结构完整性。


在最原始的胶合板船中,只使用胶合板来建造,这类船和传统木船很接近,区别无非是传统木船无法获得较大宽度的板材。所有较大规格的船板都必须采用木条拼合来完成。胶合板天生就可以获得大张的板材,这样建造工时可以省很多。另外针对于胶合板是大张尺寸的这一前提,很多设计中专门为胶合板造船做了优化,这类设计中往往没有传统木船那种双向曲面的船壳,而大量采用平板或者小幅度单向弯曲的板面结构。

厚的胶合板刚性很大,弯曲能力很弱,设计中一般避免小半径的弯曲。如果非得要做这种弯曲(例如圆舭船体中的圆舭部分),通常采用易于弯曲的薄板材多层叠合来形成。比如船壳设计厚度有9mm,那可以用3层3mm的胶合板来叠层获得。每一层3mm的薄板还是很容易弯曲的。另外,有一些部分设计厚度可能比你买到的板材厚度更厚,这也需要叠层来加厚。

在胶合板多层叠合的制造中,你要想把两层很完美得胶合在一起是很困难的,特别是那些已经有一些弯曲的表面来说。因为实际建造的时候底层总有一些凹凸不平,你再叠上一层就会产生各种不平整。这有两个办法克服或者缓解。一种办法是做好一层后,通过精细打磨,让任何凸起的地方都磨平,低洼的地方则通过填补腻子的方法找平(显然这很耗时间)。另外一种方法是在两层胶合板之间夹一层有一定厚度的涂胶的玻璃布或者玻璃毡。未凝固的玻璃钢有一定流动性,通过挤压胶水改变玻璃钢的局部厚薄可以消除一些较小的凹凸。这一层也进一步增强了船壳的防水性。通常这两个工艺都同时进行。


改进一些的胶合板船,在船壳内外都增加了相当厚度的玻璃布刷上胶水后会形成玻璃钢结构。由于玻璃钢的弹性模量(和铝材比较接近)远高于木材,这会导致在受力变形中,玻璃纤维将优先承受载荷,而木材受力很低(导致其强度无多少贡献),往往只起到传递剪力的作用。这类结构本质上来讲,它是以胶合板为芯材的玻璃钢结构,而非木结构。这类船和传统的那种模具法生产出来的玻璃钢船显著的差别就是它不需要模具就可以被建造。

从这个角度看,允许使用非常薄的胶合板来建造这类船。也就是在设计中仅仅把胶合板当成玻璃钢成型的模具,而完全忽略其力学贡献。


点赞。我最近就在用海洋板制作一条2.4米左右的摇篮型小帆船,船身用6mm的板子,前后中间隔板用9mm的,再加里外玻璃钢,这么小的体型,也就打算在微风或者小风的湖里玩玩,海里可不敢去。



2022-10-21 09:19
2022-11-8 13:49
这厚度应该没问题啊, 我看国外挺流行的scamp 迷你帆船,12尺的,跟这个形状很像。  详情 回复
2022-10-25 22:01
我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些  详情 回复
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从建造工艺讲,木船和玻璃钢船是两种不同的工艺。如果从简化工艺范围来讲,应该减少工艺的种类。但实际操作中,这两者都属于简单工艺(不需要特殊设备和高超工艺水准),而且在胶合板船建造中,现在已经没有不使用玻璃钢工艺的了。无非是两种工艺谁多一些谁少一些的比例问题。

比如你要做玻璃钢,你需要购买玻璃布和胶水。你的工艺中玻璃钢少一些,那就是少买几桶胶水,但你不能不买。基于这个原因,那么我们可以采取以下工艺:

先以薄胶合板做出船体正确的形状。然后在这个有形状但结构比较脆弱的壳上叠加玻璃钢厚度来满足船体的强度要求。
对于外层,对表面光顺行有一定要求。那么我们可以采取的方法是:
先45度铺设一层单向玻璃布来满足船壳的纵向扭转和平行于船壳表面的抗剪。然后铺纵向玻璃丝束,满足船体的纵轴抗弯。最外层铺玻璃毡,提供一定的打磨厚度余量。当然如果对表面光顺不是特别追求(实际作用也不是很大),也可以不打磨。

外层玻璃钢厚度不宜过厚,否则表面平整度不容易控制(现在主要依赖胶合板来提供形状基准)。强度方面如果有较高要求,可以在内层堆积足够层数来实现。
内层对表面光顺要求不高,主要以提高船壳局部刚性(避免船壳产生局部凹陷褶皱)为目的。这有很多方法。一种是铺足够厚度的蜂窝来提高船壳的整体宏观厚度来满足刚性的需求。先铺设泡沫条然后覆盖以玻璃布固化形成网格状格栅,这实际是手工做(大间距)蜂窝的方法,或者直接参考传统横纵骨架的方法做出玻璃钢结构(这方法贴近传统做法但并不适合玻璃钢结构)。
先铺和外层相反方向的45度单向布。如果纵向强度需要,此处可以继续叠加纵向丝束层数。然后一层方格布罩面,接着按前面设定的那些布置船壳增厚结构。

内外玻璃钢均可采用真空套袋法抽出多余的树脂。外层比较复杂点,内层做起来简单一些。
2022-10-25 13:28
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对于偏重胶合板工艺的船来说,玻璃钢主要作用是增强胶合板接缝处的强度,以及增加防水性。具体做法是沿着接缝处铺设一条玻璃布,而且可能布设多层。然后船壳内外整体都罩上一层玻璃布(通常是方格布)。

对于胶合板本身来说,有一个接长的问题。比如我们要做一艘8米长的船,很显然胶合板只有2.4米长(工厂有生产更长的胶合板但普通市场上很难买到),你必须用至少4块胶合板接起来才能完全覆盖船体长度。那么这4块胶合板就有一个彼此搭接的问题。

材料长度的有限在整个造船史上都是一个严峻的问题。早期木船(包括胜利号这样的风帆战列舰)普遍因为这个问题难以克服而导致木制船体强度非常低下。。而你去看木材和钢材的理论比强度(同样重量下的强度之比),有些木材的比强度比现代造船用的普通钢材高多了,直逼高强度合金钢。更不用说工业革命时代的那种劣质钢铁。但结局却是钢铁完胜。
这个原因主要是:测试理论强度的木材都是短小的一小块。而实际造船中,你需要把有限长度的木材连接起来。这个连接点的强度远远低于木材的整体强度。钢铁船则通过铆钉搭接或者日后发展的焊接工艺,使得钢板强度可以在船体全长的长度下非常接近理论强度。

现代完全防水的合成胶水使得木材可以无限接长而无因搭接引起的强度不连续的问题。这有两方面的原因,一方面是胶水强度本身就非常高,另外一方面原因是搭接结构的合理构造。
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我们来看英国皇家海军的胜利号的船壳板是如何固定在船体的:他们都是一块一块的非常厚的板子直接钉在船体肋骨上。也就是说,板子和板子之间是没任何直接连接手段的。相邻的两块板只能通过钉在同一块肋骨上这样间接连接。造船壳犹如砌砖墙。

我看过一个挪威的维京人龙船的复原工作,他里面有一个船板纵向接长的步骤:先把板子一头斜切,然后斜切面上涂上沥青丝麻的混合物,然后把两块板子的斜切面拼合起来。这个方法是现代木板搭接的方法(只不过胶水换沥青了)。。维京时代是不是真这么干我就不清楚了,我很怀疑这是一种现代做法被使用到考古复原中了(比如100年前挪威人就这样造渔船了,然后他们在1000年前的船上也这么干)。就好像我们复原一艘宋代古帆船却用螺丝拧紧船壳一样,然后参与造船的老师傅还振振有词说我们祖辈都这么造木船啊。
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image.png 这个图则显示了一些维京时代船壳的连接,可以看到他们用了不少榫头连接。这个方法你在现代北欧家具中也经常可见。但要注意,板材纵向之间依然是没任何连接的,这个榫头仅仅限于船壳板的横向拼接。板的纵向连接是通过横向相邻船板密集的多个榫头间接连接的。
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我们现代胶合板搭接接长是采用坡面斜切,切口坡度我看一般都是1:12。有一些说法是通过延长坡面来扩大胶结面积,这样让胶水在坡口面积上的剪切强度满足胶合板的板厚截面的纵向抗拉强度。不过看这个数值显然不对,普通的环氧树脂胶的抗剪强度大约20MPA,这个数值基本和普通胶合板的顺纹抗拉强度相差不大,无论如何也不需要1:12的斜切。好吧,也许当初制定这个坡度的年代所用的胶水性能比较差。
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另外一种接长方法是所谓“指接”,手指交叉一般把两块木头接起来。这个方法实质是斜接的变种。不过这个方法需要特殊工装设备才能获得良好的接头精度。而且受限于指接铣刀的尺寸比较难做非常宽的接头(理论上讲可以通过精确定位来实现,但实际施工比较困难)。另外,这个指接通常被切尖了,不是完全的三角形尖劈。这导致被切的那块区域没实现力学连续,整体搭接强度下降了(下降幅度取决于被切尖的宽度)。切尖的做法一般用于装饰性或者力学要求不高的场合,切尖有利于缩短接头的长度,节约木材。
相对于一次斜切的接头,多次斜切后接头长度比较短,这样对于特别厚的木材来说意义非常大。比如一个一英尺厚的龙骨,如果完全按1:12斜接法,光接口就长达12英尺。而一般的木料本身都仅仅只有20英尺长。
传统西洋古典帆船上龙骨常用这种接头:
image.png 这个接头显然没遵循1:12的斜切法。而且两头的切尖部位注意,是无法传递抗拉强度的。也就是实际上这种看似粗壮有力的龙骨,其实都是个弱鸡。
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这份1913年的200吨纵帆船显示其龙骨由4段接合,每段大概仅有6米长。




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本帖最后由 begun 于 2022-10-25 15:24 编辑

另外一个问题是木材的力学各向异性。木材是一种单向纤维结构,在顺着纤维的方向上有最大的强度,纹与纹之间则强度极弱。这导致一般木船纵向强度尚可(但因为在古典结构中木材长度搭接结构的问题导致木材纵向顺纹强度没发挥出来),横向强度偏弱,而剪切强度极弱。

胶合板部分克服了这个问题,通过横纵交错铺设木纹,实现了横纵方向上大体相当的强度(付出的代价是顺纹强度降低了将近一半)。结构特性类似玻璃钢中使用方格布或者横纵单向布层叠。
剪切强度的问题,胶合板船是通过铺设一层45度斜向板材来克服的。这个在传统的西洋帆船结构体系(如胜利号)中是不存在的。

在钢铁船上,因为金属基本属于各向同性,任意方向上强度都相差不大,包括剪切强度也一样。所以造船上优势很大。又因为船只受力以纵向受弯为最大,所以钢铁船一般纵向偏弱而横向过强,需要多多增设船壳的纵向骨架。
胶合板因为力学各向同性接近金属,所以造船上比天然木材好很多。
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我爸是木匠 发表于 2022-10-21 09:19
点赞。我最近就在用海洋板制作一条2.4米左右的摇篮型小帆船,船身用6mm的板子,前后中间隔板用9mm的,再加 ...

我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些。

OP级是个完全按胶合板尺寸设计的船,造型不大圆润。不过也不是完全没好处,比如锐利的折线船舭可以让船横摇阻尼增大,船体比较稳定不易摇晃。它的船板厚度,船底是12mm厚的再叠加加强筋带(另一份图纸是6mm底板+12mm加强筋带)。侧板是6mm的,隔板框架都是18mm的。此外还有可收放的中插板供横风航行。翻船的问题OP级是通过在船内增加充气袋来保证翻覆安全性。
2022-10-25 22:01
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 22:04 编辑


我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些。

OP级是个完全按胶合板尺寸设计的船,造型不大圆润。不过也不是完全没好处,比如锐利的折线船舭可以让船横摇阻尼增大,船体比较稳定不易摇晃。它的船板厚度,船底是12mm厚的再叠加加强筋带(另一份图纸是6mm底板+12mm加强筋带)。侧板是6mm的,隔板框架都是18mm的。此外还有可收放的中插板供横风航行。翻船的问题OP级是通过在船内增加充气袋来保证翻覆安全性。 image.png image.png
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2022-10-25 22:01
2022-10-29 14:56
嗯,大小和op差不多,最早是当做接驳船用小划船,他们给它改装成小帆船,也是因为planks是层叠式的,比较传统漂亮,所以准备仿造一条,平时都可以当小划船,帆船也是一个选项。只想去微风的湖里体验一下驾驶帆船的感  详情 回复
begun 发表于 2022-10-25 22:01
本帖最后由 begun 于 2022-10-25 22:04 编辑


我曾经有计划做个2.4米级的小船设计。。不过后来发现OP级帆船也是这个大小,而且图纸是免费的,就打消了那个念头。你这个船有一点叠板船的风格残余,可能是从实木船修改来的。比较圆的船底表面积较小阻力可能低一些。

OP级是个完全按胶合板尺寸设计的船,造型不大圆润。不过也不是完全没好处,比如锐利的折线船舭可以让船横摇阻尼增大,船体比较稳定不易摇晃。它的船板厚度,船底是12mm厚的再叠加加强筋带(另一份图纸是6mm底板+12mm加强筋带)。侧板是6mm的,隔板框架都是18mm的。此外还有可收放的中插板供横风航行。翻船的问题OP级是通过在船内增加充气袋来保证翻覆安全性。

嗯,大小和op差不多,最早是当做接驳船用小划船,他们给它改装成小帆船,也是因为planks是层叠式的,比较传统漂亮,所以准备仿造一条,平时都可以当小划船,帆船也是一个选项。只想去微风的湖里体验一下驾驶帆船的感觉,海里是不敢去的
2022-10-29 14:56
我爸是木匠 发表于 2022-10-21 09:19
点赞。我最近就在用海洋板制作一条2.4米左右的摇篮型小帆船,船身用6mm的板子,前后中间隔板用9mm的,再加 ...

这厚度应该没问题啊, 我看国外挺流行的scamp  迷你帆船,12尺的,跟这个形状很像。
2022-11-8 13:49
2022-11-8 17:57
强度没问题的,只是海里风浪太大,我胆子小,不敢去  详情 回复
sbug007 发表于 2022-11-08 13:49
这厚度应该没问题啊, 我看国外挺流行的scamp  迷你帆船,12尺的,跟这个形状很像。

强度没问题的,只是海里风浪太大,我胆子小,不敢去
2022-11-8 17:57
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