▉【DIY经验交流第二发——结构篇】▉（这个系列都想申精，可以吗）

洗洗睡了 · 2011-3-22 12:52:00

今天是第二篇——结构篇

要做好一块板子，首先要有合理的结构设计。DIYER们在决定做一块什么结构的板子时，无非就是两个途径：一个是模仿品牌板子的结构或略加改进，另一个就是根据自己的经验进行创作。
从感性的模仿到理性的设计，有着本质的差别。研究板子的受力原理，从而通过对不同特性的材料和材料的厚度进行合理的搭配，实现最能满足自己的受力结构，是板坯设计的基本要求。

所以，先来图解一下板子的受力以及形变的基本情况。(没兴趣看理论分析的可以直接看后面蓝字部分的结论）

把手柄到板头的方向定义为“纵向”，板子宽度的方向定义为“横向”。
把击球时的受力状态看做柄端一点固定，点状单向受力，我们先来看看纵向的受力与形变：

▉【DIY经验交流第二发——结构篇】▉（这个系列都想申精，可以吗）

这是板子击球瞬间纵向的受力剖面。黑色线是板子表面，蓝色的是球。
显而易见，在拍子纵向上，板子受力模式是单固定点（就是柄）受弯。
板子未击球时是绿色线的位置，击球时，板子受力向后弯曲，这个弯曲量就是我们平时所说的“整体形变”。
这是板子表面整体后弯，形成了紫色线所示的弧线。由于击球点的应力集中，击球点附近受力凹陷，这个凹陷就是我们平时所说的“局部形变”。
还有这个图示没有表现出的，因为材料的可压缩性，击球点材料被压缩，导致击球面局部形变要大于背面的局部形变，简单说就是材料在这一点上瞬间是被压薄了，这个量可以称作“压缩量”。
纵向的这三种形变中，局部形变和压缩量是同向的，与整体形变是反向的。
下面再来看看板子横向的受力与形变：

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图例与纵向的定义相同，不再赘述。
由于横向没有固定点，受力后的形变就是内凹，整体形变、局部形变以及压缩量是同向的。

从材料力学的角度分析：

在板坯受力形变时，不同部位在形变的方向上承受拉力和压力。我们来看图示分析：

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这板子纵向形变的材料受力分析。
就整体形变分析，击球面因弯曲承受拉力，而背面因为弯曲而承受压力。
就局部形变分析，在击球面和背面都形成了局部的拉力。
就压缩量分析，在击球点局部的材料是受压力的，同时因为压缩量的存在，使局部形变在背面形成的拉力小于在击球面形成的拉力。
板子横向形变的材料受力见图：

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就整体形变分析，与纵向相反，横向是击球面承受压力，背面承受拉力。
而局部形变和压缩量与纵向是相同的。

作为板坯的设计，我们重点是从受力的角度分析材料的作用。
如果把木材简化看作一个单向的纤维集合体，纵向的力学特性可以简化为单根木质纤维的特性的集合，横向的力学特性则为木质纤维相互之间粘连、交错的结构形成。
编织纤维是双向的纤维集合体，在两个编织方向都可以简化为此方向单根纤维的特性集合。
由此我们可以分析：
【单板】
其实常见的也就是单桧板，它其实就是个简单的纵向纤维束，没有横向的纤维。
由于单板全部都是纵向纤维多，所以纵向形变小，恢复时间短。体现出来的特性就是坚挺，形变小，就会体现出坚挺。而因为它没有横向纤维，横向形变会比较大，表现为吃球深。
这里就要说到一个问题，就是单板的厚度。从受力分析不难看出，必须要适当的厚度才能保证它的性能。因为它的横向没有纤维，靠的是纤维间的粘连和交错，没有足够的厚度来保证纤维量，横向形变过大，回弹力不够，板子就会太肉，吃进球去吐不出来。而厚度过大，纵向纤维量太多，导致板子太僵硬，就不能适合弧圈的需要。所以单板必须要所选择的木材的纤维特性，选取合适的厚度，才能同时保横向的强度和纵向的弹性。
【有大芯的夹板】
5夹板基本都是有大芯的结构，7夹也不乏有大芯的结构。
有大芯的夹板，我们不妨这么来看待它：其实它本身还是一块单板，我们通过增加横向纤维来加强它，从而减薄了它的厚度，并且更加容易找到横向和纵向的平衡点。
对于夹板来说，整体形变还是要靠大芯，所以一块板子的底劲，必然是大芯力学性能决定的。相同的材料，大芯厚度占总厚度的比例越大，性能就越接近单板。大芯的绝对厚度越大，板子底劲就越足。
力材的加入，使板子整体增加了横向纤维，导致板子横向整体形变和纵横两个方向的局部形变都减小了，吃球深度减小。因此，力材的材质越硬、力材厚度占总厚度的比例越大，板子就越硬，脱板就越快，板子快攻性能上升，弧圈性能下降。
面材是因为力材而出现的，如果没有面材，力材直接裸露，那击球表面就是横向纤维而不是纵向纤维，而是横向纤维。因此需要在力材上覆盖一层纵向纤维，就是面材。面材的对力量越小的球作用越大。面材材质越硬、厚度越大，对板子在力大和力小时的特性差别就越大。

具体到实际应用，我们具体分析一下各种不同的木材材质和厚度结合，用在不同的部分，会产生什么样的效果。
【大芯】大芯只有在足够有力的击球时，才能发挥出特性来。
大芯材质硬，板子整体形变占主导，会较刚挺，比较弹，发力足的时候，加力感明显。厚度越大，越吃力气。打这种板子需要发力动作小而爆发力集中，偏重打速度。
大芯材质软，板子局部形变占主导，吃球很深，比较柔。厚度越大，底劲越厚重。打这种板子需要动作大，抡开了打。必须注意小臂收缩的动作。因为它自身弹力小，需要加大收小臂的力量来“甩”球，偏重打旋转。
【力材】力材的作用就是增加横向的刚度。
力材材质硬，板子刚度大，弹性好，厚度越大越明显。偏重打快攻。
力材材质软，板子横向刚度小，大芯的作用更容易显现出来，吃球深，偏重打弧圈。
【面材】
面材的材质对板子整体的影响，远不如厚薄影响大。
面材薄，更容易体现大芯的作用，偏重打弧圈。材质软的可以更透使板子更突出弧圈性能，横板有优势。材质硬则可以配合力材一定程度平衡对小球的处理，较适合直板。
面材厚，与力材合理搭配会更适合处理小球。材质较硬的面材配合软而厚的力材比较适合弹击等需要爆发力的快攻技术。较软的面材则比较适合挑、抹、拧一类的小球。

再来分析一下纤维的作用：
纤维是不能承担任何压力的，但是可以大大加大承担拉力的能力。
我只用过玻璃纤维和碳素纤维，就我的应验看，玻璃纤维形变要大于碳纤维，碳纤维的回弹速度要高于玻璃纤维。所以，玻璃纤维更适合增加旋转，碳纤维更适合增加速度。
至于纤维的位置，在大芯和力材之间布置（深埋）更接近纯木板的性能，处理小球时基本感觉不到，而发力时就会显现作用，比较适合弧圈打法。如果在面材和力材之间布置，纤维的作用非常明显，比较适合快攻打法。

最后说说胶水对结构的影响：
胶水的相关内容请参考帖子《DIY经验交流第一发——胶水篇》（http://www.pingpang.info/bbs/viewthread.php?tid=304066）。
就白乳胶和环氧树脂来说，白乳胶对结构的影响非常小，可以忽略。而环氧树脂则对结构影响较大。
因此，用环氧树脂粘板子，压板一定要实，重量不够会留下一个“胶水层”，板子的手感就全乱了。

写了这么多，都是个人体会，欢迎各位讨论。
敬请期待下一篇《木材篇》。

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