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聊聊枪杆材质及弹性

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吾家敬德镇楼。我非专业研究人员,以下内容不少只是推论和经验,更有相当一部分猜测内容,仅为大家提供参考用,如有错漏,还请指正。


IP属地:湖南来自Android客户端1楼2023-01-11 16:24回复
    一、枪杆弹性
    任何一种材质的枪杆,都是具备一定弹性的,要综合评判一种材质是否适合做枪杆的话,首先需要了解枪杆使用过程中几种形变的情况。(简单PPT配图,方便大家理解,手法粗糙请见谅。)
    ①自然持枪。因为枪头重量的存在,理论上任何一种材质的枪杆,在水平持枪时,枪杆都会弯曲,只是程度不同而已。
    这里需要讨论的是软硬木(一定程度包括积竹柄)材质下,等粗、锥形两种形制对这一动作的影响,虽然意义有限,但作为入门了解方便后面理解。
    等粗枪杆,从枪头到前手部分,是类似均匀受力,形变会平滑曲线,而前手到后手部分也会有一定的曲度。整体上看是接近长度中间点为中心的隆起。
    而锥形枪杆,枪头到前手部分,形变是渐变曲线,观察鱼竿就明白了,因为整体渐粗,前手后手之间相对平直,这个形变的中间点是更为靠前的。因为渐变的形制会让较细的部分通过更大的形变受力。
    这个影响的变量除了材质,还有枪头重量,不做更多展开,简单来说是枪头越轻,形变越小。


    IP属地:湖南2楼2023-01-11 16:26
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      ②摆动。无论是崩还是绞,从拓扑的角度看,都是摆动,这里简化为摆动,方便理解。摆动分单次和多次,单次摆动是指向一侧形变后,反复左右回弹、缓冲卸力,最后回到中线,即崩的动作。多次摆动是两侧依次施力,维持回弹,类似绞或连续封闭。
      力的传导路径是明确的,发力过程以前手后手杠杆施力,腰部逐渐向头部,一个方向上看是腰先头后,类似鞭子抽打,材质越硬,同步越快。
      打击到物体上,回弹。则是枪头部分最先形变回弹,传导到腰部,最后是根。同样,材质越硬,同步越快。
      而另一个与材质软硬相关的就是回弹效率,简单可以看成速度和幅度。从材料上看,不折断的情况下,材料硬度越高,越趋向于高频小幅快速。
      下图为同样形制下,不同材质的图解。可以看到,吴殳先生关于腰软难控的见解是符合科学原理的


      IP属地:湖南3楼2023-01-11 16:27
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        ③扎。理论上,任何材料的枪杆,通过发力方法、角度等可以实现完全水平刺击,也就是所谓的扎透,不会造成枪杆形变。但实际使用上看,目标物是否均质、发力问题都会导致枪身形变,导致中不能透。如图示意的是枪头打滑、枪杆弯曲两种情况,实际上两者是结合存在的,不考虑使用者因素,单从材质上来看,枪杆材料越软,自身形变的卸力作用越强。黑色部分为枪杆,灰色部分则是后续可能的发展。


        IP属地:湖南4楼2023-01-11 16:27
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          二、积竹柄猜想
          真正让我感兴趣的是,积竹柄从秦始皇陵兵马俑的武器来看,当时军阵中部分装备了这一材料,汉代墓葬和一些记录都显示,积竹柄也有在军阵中使用,但到了唐代,现在好像没有出土,宋代更是在说文注里面把积竹二字解释为竹箭工艺里面的攒竹去白留青(可能理解为文人不懂军事),而明代积竹直接变成了攒竹,而且被认为腰软不堪用。
          之前曾经写过一段关于这个文字,有人提出问题,为何攒竹加入铁芯不能软?这里我把我的想法再配图解释一下,有不当之处还请大家指教。
          1.积竹工艺我一直很难理解,到底是使用竹子的材料特性还是管状的结构特性(或者说哪个为主)?所以我才热衷于各种管材包木芯做实验。
          我个人的看法是,管状结构为主,竹管弹性为辅。以下是我之前的回复,稍微改动了一下。
          首先,我把积竹简单看成铁木芯包竹胶合成管,胶和布作为横向拉力,保证管状结构,竹胶布提供管状结构的弹性和强度。而现在很多复原或者存留都可以看到,这种结构前后连接还是以原有的铁、木芯做基础的。
          那么,上面我关于枪杆的很多推导都要做出调整。所以,我单独进行阐述。


          IP属地:湖南5楼2023-01-11 16:29
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            ①芯材:木铁竹,都不是一碰就形变、一变就变不回来,即弹性,即便是熟铁也是有一定弹性的。以杆子来看,梢形变回弹会带动腰部最后传递到根,像蛇形曲线,导致枪头游走,枪腰难握,枪把离腰,缠腰锁就是加了一个支点,增强稳定性(离题了。)硬木就是针对这个形制选择的,我觉得锥度杆也是。
            ②包管:当外部包管的时候,尤其是贴合紧密趋于整体的情况下,密度不同的材料会保证这个里的传导发生变化,比如我的敬德,拍一下之后,枪头露出来的白蜡杆形变回弹,到了枪身因为钢管限制了白蜡杆腰地形变,变成了整体分摊,枪腰会有非常强的振动,但不会幅度很大,这就是腰粗难拿,而到了枪把部分感觉很小,因为这里密度更大,是实心的。
            大概的分析如下图:结合上面关于弹性的分析,就更好理解了。


            IP属地:湖南6楼2023-01-11 16:30
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              2.(这一段很有问题,我贴出来,供大家参考)积竹铁芯我个人只看到网上的图,无法判断铁芯材质,设定为较软的熟铁,实际上从铁器发展到宋代地情况来看,熟铁地可能性不大,但我真不知道,就按熟铁设定。
              那么,基于上面的说法,熟铁芯的形变被竹胶布复合管限制,它的形变区域会是枪头枪身连接部分,因为这里是受力点(一般是枪头)和平均强度陡增(一般是积竹开始的部分)的交界处,而不是枪身。而腰身强度,单从密度上看,是高于纯竹芯的,因为这里的弹性主要是有铁芯外管综合决定,当胶合紧密的时候,可以看成一种复合材料,因为横向对比的对象外管也是同样结构,可以简单看成同样尺寸的熟铁和竹条(竹竿是靠主要是结构强度而不是材料,所以是竹条)这里不是单纯看哪个更有弹性,而是看哪个弹性区间更合理。


              IP属地:湖南7楼2023-01-11 16:30
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                3、(这里原本是关于软硬木材质的对比之类的,之前写过了,改成别的)
                之前关于软硬木材质的一些分析,由于外管的加入,是有很大变化的。
                首先是形变的区间变了,由于外管吸收,不论外管弹力大小,都会有一定程度影响,以软硬外管、硬木芯材为例简单阐述:
                ①硬外管:外管弹性空间小与硬木,或无限趋近于零,且有较大强度的情况下,如图,可能的折断位置应该是红虚线位置,即枪头和积竹材质的连接处,因为此处形变的可能性和幅度最大。折断枪杆所需的力的下限,取决于这段芯材的强度。
                ②软外管:外管弹性空间大于硬木,且有较大强度的情况下,如图,可能的折断位置也为红虚线标注位置和枪头之间。避开了形变峰点和材料强度低点的重合。
                ③其他情况:当外管与内芯弹性空间趋于一致,则可简单看做同一材料加粗进行判定。


                IP属地:湖南8楼2023-01-11 16:31
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                  4、缓冲卸力
                  关于积竹柄中竹胶布的作用,另外一部分则是缓冲卸力。之前说明过,当材料强度越强,震动越呈现出小幅、高频、快速的现象。
                  和有弹性外管相比,无弹性的外管劣势有二:
                  ①几乎没有缓冲卸力的过程。高频震动人来不及调整卸力,比如我的敬德,前手抓实了拍下去,脑仁都跟着晃。而白蜡杆则跳动很大,可是更慢更温和。
                  ②连接处受力更大。整体来看,无弹性外管下,枪头、积竹连接点的强度是全枪下限(无铜箍等加固的情况下),单一材质下,力越大、形变越严重,而当长度变化时,造成同样形变需要的力也不一样,抛开其他因素,单从杠杆来看,应该是力臂越长、需要的力越小。而从实际情况上看,很多时候两端受力反而更容易折断,因为断之前先裂了,看断处的情况就可以知晓。但即便如此,相比之下,此处仍是下限,同时也是形变峰点。
                  所以,不管是芯还是管,强度都要适度,在一个范围内,芯越硬越好,管则更趋向于中间值。


                  IP属地:湖南9楼2023-01-11 16:31
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                    所以,我认为,铁芯积竹的腰应该在竹条芯的攒竹之上,视乎材质才能判断是否在硬木芯之上,但我所见过的生铁棒,刚性都不错,钢材更好,但我不太懂宋明时代的冶铁炼钢技术。而视具体材质,整体强度和复用性综合,应该至少在攒竹之上,生铁芯和钢芯应该会优于一些木材,但不会高于优质杆材,毕竟金属疲劳摆在这里,而单纯从复用性上说,要优于竹木材质。
                    但是,我个人更倾向于认为,积竹柄并非是将原本堪用的枪杆进行强化,而是不得已而为之。作为士兵装备,积竹柄的意义在于,大材削切成木芯后,通过工艺达到或接近整材的效果。从成本上很容易理解,首先10棵木材和十棵竹子,能造四十杆木枪(一木破四,削磨成杆)、十杆竹枪(大小和用的部分就一段),和一堆木条、竹筒边角料。或者你也可以选择加点胶、布,改成四十杆木枪,二十杆攒竹,再加十杆积竹柄。
                    因为单一材质物品,能造的东西是恒定的,势必会有竹条和木条这样的边角料,加工之后就可以多造,当然胶这种东西即便是现在,也并不便宜,但在木料产出恒定、时间要求严格的情况下,攒竹也好,积竹也罢,都是经济上的合理选择。
                    而积竹工艺的优势实际上更多体现在劈砍动作和耐用性上。值得一提的是,汉代长兵逢刃带套的习惯,说明铁质长柄武器往往不是消耗品,而是长期保有类型,一方面是铁器制作水平,另一方面也是因为军队作战的习惯。从战国到汉再到唐宋,长柄武器演变的基本脉络就是归一,从殳铍铩戟这样的复合型人才,逐渐归类为刀主劈砍、枪主刺击的专门分类。
                    至于一些关于积竹柄的观点,也可以通过这样的观点进行理解,比如,积竹杆早期的扁杆,并不是为了指示方向,而是通过材料方向加大强度,工地用的竹桥板是一个例子,竹条是竖着排列的,是可以站人。而且毕竟单纯指示方向的话,没必要从杆子形状下手。而一些不看好积竹柄的人则会认为积竹加工时间长,N年一杆等等,首先,量产大货和定制小货是不同的,第二,生产是连续性的,今年的枪杆可能就是去年生产的或者上季度生产的,这一点无论任何材质都有这个问题。
                    我之前的疑问,为何积竹柄会逐渐消失于小兵之手,可能一方面是因为军队规模在不断壮大,另一方面则是军队长兵器的侧重逐渐归一。


                    IP属地:湖南10楼2023-01-11 17:14
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                      帮顶👍🏻


                      IP属地:河南来自Android客户端11楼2023-01-11 18:34
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                        帮顶


                        来自Android客户端12楼2023-01-11 19:59
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                          明清积竹存世案例里面带木芯的


                          IP属地:澳大利亚来自Android客户端13楼2023-01-11 20:13
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                            反正是复合材料呗!?西部十字军骑士的也是


                            IP属地:北京来自Android客户端14楼2023-01-12 03:01
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                              你这个马尾会撞到枪刃导致断毛吗?


                              IP属地:四川来自Android客户端16楼2023-07-05 00:00
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