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发表于 2018-11-19 22:28:52
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% A5 w* I) t3 L# m' r) T如果研究下木工用的铁钉和水泥钉(钢钉),你会发现用钢钉来钉木头是相对不合适的。因为打钉的地方必然是应力的集中点,而钢钉太硬,在力的作用下会破坏与它相邻的木纤维,从而松动。" w" Y V$ h3 [) r* D8 V7 e
对木料性质的其中一个描述叫握钉力,也就是木料与铁钉所能产生的摩擦力大小,无论如何,钉与木头之间的摩擦力所带来的结构强度是永远比不上木料纤维本身的结构强度的。
3 p$ x- x5 j: C/ i这是从微观的角度来看,钉子其实并不是最好的结构方式。而我们之所以用钉子无非是因为施工便捷和成本考量。
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" Q3 x; k9 `# q! K. S/ V" H而好的木工胶完全硬化后的强度基本介于软木和硬木之间,简单说就是胶接成功的木块你试图去分开它,软木会直接撕裂,但胶接面不受破坏。- i5 z0 `3 F" M. b) O% R# C
所以理论上可以认为对于整体结构来说,每个连接处的强度和韧性都接近于木料反而是最优的。; x5 r, u0 I3 d* o5 t7 ^. D4 ?
比如90度的木料对接,榫卯结构明显优于使用金属直角+钉的方式牢固,原因就在于此。% ^' ~+ u4 {7 d
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船体和家具很大的不同在于它所受的力是动态的,尤其对于很轻薄的木船来说,在波浪等变动外力的情况下保持一定弹性很重要。也就是说会通过一定的形变来消耗掉船体结构点所受的力。如果船体的结构点和船体有着相近的扰度/弹性,那么外力可以由整体消化,如果某个结构点的性能有较大差异,那么这里反而会形成应力集中点。
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$ T) W! O; D/ YCANOE的头尾龙骨(bow)以及中间杆是船体应力最集中的地方,最保险的做法是在中间杆和船舷连接出加装金属螺杆。但从我研究的古典CANOE的做法来看他们对于应力的研究和运用是很到位的,他们并不需要金属连接,
$ D# [: V) L) c一个比较极端的例子可以说明,当CANOE在激流中船头收到猛烈撞击时,力量会传递到中间导致中间杆和船舷连接处裂开。或者是中间杆的力量够强大,应力不足以释放的情况下船壳被撞击处就会破一个大洞。$ t6 {$ |5 Y3 W3 E
那么你的选择是宁愿让中间杆裂开还是选择船体上破一个大洞呢?/ K% {% U B+ d' w% g# Y- G5 Z$ d' S
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3 T$ g9 |7 S/ @1 t7 B/ m* d( Y6 I简单点说人话7 B) A: ]5 }' g$ m% N# w
造船的核心是对强度和应力分布的理解。
% K/ T4 U& H9 f$ E5 o. l' o: n; I如果这些理解和对胶粘工艺把握到位的话,是可以使用榫卯和胶粘的方式来实现一条canoe上的所有结构的# E: A1 q/ a' n0 C, J# t
不仅是确保在船架上能够这样实现,也能够保障它的长期使用。' e ?6 E" L1 l. z* I v# `# W; C9 G
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