不止一次看到有人说“角弓储能主要靠弓胎”、“角弓的拉力主要来源于弓胎”等等。我得说，这是对弓胎作用的夸大，是想当然的、不科学的。
有一种说法：“胎是骨”。这是古人对角弓的朴素理解，即将弓胎比喻为人的骨骼，将筋角比喻为人的肌肉。骨骼提供支撑，肌肉提供力。这种理解虽然简单，却简洁地表达出了弓胎的作用，即“支撑”。
当然，古人解释这类问题往往通过经验，而生活在现代的我们已经有比古人先进的理论知识了，对这个问题的解释可以更加深入。
下面我要用简单的力学知识来解释弓胎的作用。
1. 中性层的概念
在材料力学的弯曲变形中，有一个重要的概念叫“中性层”。简单地说，对于一根弯曲变形的梁，其中必然有一层纵向纤维既不伸长也不缩短，这层纤维就叫中性层。中性层一侧的纤维全部伸长，另一侧的纤维全部缩短。
用简单的示意图可以更直观地解释。
如上图所示，假设有三根只有颜色不同的木杆，将它们粘在一起，然后向一侧弯曲。很显然，蓝色（弯曲外侧）的那根会被“拉长”，红色（弯曲内侧）的那根会被“压短”，而中间绿色的那根既不拉长也不压短。
这就是弯曲变形的本质：一侧伸长，一侧缩短，中间不伸长也不缩短。
此外还有很重要的一点：某一层纤维的线应变与其距中性层的距离成正比。简单地说，越远离中性层的纤维伸长或缩短得越多；反之，越靠近中性层的纤维伸长或缩短得越少。
说到这里，很多人应该已经发现“角弓拉力主要来源于弓胎”这句话的问题所在了。角弓的弓胎就像上图中的绿色木杆，它是形变最小的一层，怎么能直接说它产生的弹性力最大呢？
2. 弹性模量的概念
弹性模量这个概念是在胡克定律中出现的。胡克定律可以这样用公式表述：
F=EAε
其中F是杆受拉或受压时产生的弹力，A是杆的横截面积，ε是杆的线应变（拉伸或压缩量除以原长，大概就是我们常说的“形变”），E就是我们要说的弹性模量。
由此可见，某一层纤维产生的弹力大小，不仅与它的弹性模量有关，还与它的横截面积、线应变有关。
3. 对“弓胎不产生大量弹力”的简单证明
由于弹力的大小和三个因素有关（见上面的公式），而公式中线应变的大小是无法直接测量的，所以我们不能用直接的计算来证明。故退而求其次，用一些特殊的方法来反证一下。
3.1 单一竹片做的弓拉力非常小
我们都知道，有些角弓是用竹片做弓胎的。如果角弓的拉力主要来源于弓胎，那么单一的竹片做的弓应该也有很大的拉力。事实上，薄竹片做的弓和用薄竹片作弓胎的角弓拉力根本没法比。
有人要说了，那我用角片做弓也没多大拉力啊，还有单纯的筋根本没法做弓啊。
这里要联系上面的知识。在角弓里面，弓胎在结构上处于中心，它外侧的筋受拉，内侧的角受压，弓胎本身则约有一半受压、一半受拉。
所以我们拿单独的竹片做弓，它的受力和放在角弓里面是差不多的。而拿单独的角片做弓，它的受力就不再是全部受压，而是一半受拉、一半受压了。所以不能单独拿角片做弓来证明角提供的弹力不大。
3.2 有些角弓的弓胎是裂开的
一些大磅数角弓，由于它的弓胎较厚，弓胎表面的纤维伸长或缩短得比较厉害（根据上述第1点的理论），所以表面纤维可能被拉断。有人拆开角弓后发现，弓胎上密密麻麻地全是横向裂纹。但在拆掉那把角弓之前，它还能正常地使用。
如果角弓的拉力主要来源于弓胎，那么断裂的弓胎如何提供拉力？所以显然，这种说法是有问题的。
4. 为什么要有弓胎？
有些人又要问了，既然角弓的拉力跟弓胎关系不大，那么还要弓胎干嘛？直接用筋角做弓岂不美哉？
好，那么我们假设有一把弓，它没有弓胎，筋层直接贴在角片上。
联系一下上述第1点的理论，对于这把弓，它中间有一层（中性层）是不伸长也不缩短的，而靠近这一层的筋纤维或角纤维的拉伸或缩短也不大。这部分线应变不大的纤维，实际上并不提供多少弹力，也不储存多少能量。它们起到的作用，只是把最外面的纤维隔开，让这些变形大的纤维之间有一定的距离，从而保证外层纤维的应变量。
简而言之，中间的纤维主要就是撑开外面的纤维。
再联系一下我以前写的关于弓箭效率的论述，弓箭的效率很大程度上和弓的自重有关，弓越重，弓箭的效率越低。
而我们又知道，筋角的密度比木或者竹大，所以用内层筋角支撑外层筋角，做出来的弓就比较重。
有什么办法减重呢？古人一拍脑袋，哈，既然中间那些纤维主要用来支撑，那我用更轻的材料来支撑岂不美哉？
于是，弓胎横空出世。
当然，古人可能没想那么多，他们只是经过大量的经验总结，发现这种结构最合理。
总之，弓胎赋予了角弓一种结构上的美感，使之既能储存大量弹性势能，又尽可能减轻自重以更多地施放能量。
5. 理想的弓胎材料和筋角胎厚度
5.1 材料
看完前面的论述，我们已经知道，弓胎并不提供多少拉力，对于弓胎而言，轻更加重要。当然，它不能太脆弱，如果一拉就断，就有点尴尬了。
所以理想的弓胎材料应具备如下两个特性：（1）轻（密度低）；（2）韧性好（能承受较大形变）。
注意，此处的第（2）点要求和前面所说的“弓胎形变不大”并不矛盾，因为形变的大小是相对的，弓胎的形变相对于筋角的形变，确实不大。
有人又问了：既然如此，用普通的泡沫塑料做弓胎好不好？
先不说普通泡沫塑料的韧性好不好，假设它不会被拉断，依旧不能用来做弓。因为普通泡沫塑料太“软”了，弓拉开到一半，弓胎都被压扁了，筋层和角层都贴一块了，相当于没有弓胎。
所以弓胎要能支撑得起筋层和角层，要比较“硬”。
5.2 筋角胎厚度
筋角的厚度多少为宜呢？通过前面的分析我们已经知道，弓胎应该是弓臂里面形变最小的部分。怎么样让弓胎的形变最小呢？当然是中性层在它的中心时。
当筋层提供的力和角层提供的力相等时，弓胎受力与纯弯曲（关于纯弯曲的概念，具体查阅材料力学相关的教材，这里不多说了）的情况类似，中性层就在它的几何中心。所以理想的筋角厚度应该能使筋和角产生的弹力大小相等。具体多厚为宜，还得根据各项参数计算，而公式中“线应变”一项很难获得，所以这个问题在实际上比较难解决。
当然，由于筋和角的密度也不相同，真要精确讨论这个问题，恐怕要建立复杂的数学模型，我也没那个水平。只能说，大概弓胎两侧受力大小一样时，是比较理想的情况。
说个题外话，层压弓的内外两侧一般是完全相同的玻片，所以层压弓弓胎自然能达到理想的状态。
此外，还有弓胎的厚度需要讨论。
我们已经知道，弓胎的主要作用是撑开内外两层纤维，使之保持一定的距离。这个距离越大，内外两层纤维的形变越大，产生的弹力也越大。表现在成品的弓上，就是弓胎越厚，拉力越大。
然而筋是不能无限拉长的，角也是不能无限缩短的。一般的材料都有一个比例极限，当应力超过这个值时，应力与应变就不再呈线性关系，应力-应变曲线很有可能产生“上扬”（当然，这要根据具体的材料特性来判断）。反映在弓上，就会使弓的拉力曲线上扬，俗称“超拉”。此外，应力超过比例极限时，材料很可能被破坏。反映在弓上，就是“拉断了”。
所以弓胎的厚度应保证筋角的最大应力在比例极限内。理想的状态是，在弓达到最大拉距时，筋或者角的应力正好达到比例极限（筋和角一般不可能同时满足，因为材料特性不同）。
层压弓也同理。
6. 后记
我写这个帖子，主要是由于和一个群里的朋友关于这个问题产生了争执，说了很多都没法解释清楚，后来还被人说“自创概念”。我当然不可能自创什么概念，虽然不做角弓，我平时也经常琢磨这些理论，正好大学力学学得也不错，所以说出去的话往往是有根据的、经得起推敲的。正好应该也有很多朋友不清楚这些，就写个长帖子分享一下，顺便也证明一下自己。我可以说是个理论上的巨人（自夸一波），行动上的矮子（做弓失败不少）。希望这个帖子能帮到一些喜欢做弓的人（鞠躬下台）。
有一种说法：“胎是骨”。这是古人对角弓的朴素理解，即将弓胎比喻为人的骨骼，将筋角比喻为人的肌肉。骨骼提供支撑，肌肉提供力。这种理解虽然简单，却简洁地表达出了弓胎的作用，即“支撑”。
当然，古人解释这类问题往往通过经验，而生活在现代的我们已经有比古人先进的理论知识了，对这个问题的解释可以更加深入。
下面我要用简单的力学知识来解释弓胎的作用。
1. 中性层的概念
在材料力学的弯曲变形中，有一个重要的概念叫“中性层”。简单地说，对于一根弯曲变形的梁，其中必然有一层纵向纤维既不伸长也不缩短，这层纤维就叫中性层。中性层一侧的纤维全部伸长，另一侧的纤维全部缩短。
用简单的示意图可以更直观地解释。
如上图所示，假设有三根只有颜色不同的木杆，将它们粘在一起，然后向一侧弯曲。很显然，蓝色（弯曲外侧）的那根会被“拉长”，红色（弯曲内侧）的那根会被“压短”，而中间绿色的那根既不拉长也不压短。
这就是弯曲变形的本质：一侧伸长，一侧缩短，中间不伸长也不缩短。
此外还有很重要的一点：某一层纤维的线应变与其距中性层的距离成正比。简单地说，越远离中性层的纤维伸长或缩短得越多；反之，越靠近中性层的纤维伸长或缩短得越少。
说到这里，很多人应该已经发现“角弓拉力主要来源于弓胎”这句话的问题所在了。角弓的弓胎就像上图中的绿色木杆，它是形变最小的一层，怎么能直接说它产生的弹性力最大呢？
2. 弹性模量的概念
弹性模量这个概念是在胡克定律中出现的。胡克定律可以这样用公式表述：
F=EAε
其中F是杆受拉或受压时产生的弹力，A是杆的横截面积，ε是杆的线应变（拉伸或压缩量除以原长，大概就是我们常说的“形变”），E就是我们要说的弹性模量。
由此可见，某一层纤维产生的弹力大小，不仅与它的弹性模量有关，还与它的横截面积、线应变有关。
3. 对“弓胎不产生大量弹力”的简单证明
由于弹力的大小和三个因素有关（见上面的公式），而公式中线应变的大小是无法直接测量的，所以我们不能用直接的计算来证明。故退而求其次，用一些特殊的方法来反证一下。
3.1 单一竹片做的弓拉力非常小
我们都知道，有些角弓是用竹片做弓胎的。如果角弓的拉力主要来源于弓胎，那么单一的竹片做的弓应该也有很大的拉力。事实上，薄竹片做的弓和用薄竹片作弓胎的角弓拉力根本没法比。
有人要说了，那我用角片做弓也没多大拉力啊，还有单纯的筋根本没法做弓啊。
这里要联系上面的知识。在角弓里面，弓胎在结构上处于中心，它外侧的筋受拉，内侧的角受压，弓胎本身则约有一半受压、一半受拉。
所以我们拿单独的竹片做弓，它的受力和放在角弓里面是差不多的。而拿单独的角片做弓，它的受力就不再是全部受压，而是一半受拉、一半受压了。所以不能单独拿角片做弓来证明角提供的弹力不大。
3.2 有些角弓的弓胎是裂开的
一些大磅数角弓，由于它的弓胎较厚，弓胎表面的纤维伸长或缩短得比较厉害（根据上述第1点的理论），所以表面纤维可能被拉断。有人拆开角弓后发现，弓胎上密密麻麻地全是横向裂纹。但在拆掉那把角弓之前，它还能正常地使用。
如果角弓的拉力主要来源于弓胎，那么断裂的弓胎如何提供拉力？所以显然，这种说法是有问题的。
4. 为什么要有弓胎？
有些人又要问了，既然角弓的拉力跟弓胎关系不大，那么还要弓胎干嘛？直接用筋角做弓岂不美哉？
好，那么我们假设有一把弓，它没有弓胎，筋层直接贴在角片上。
联系一下上述第1点的理论，对于这把弓，它中间有一层（中性层）是不伸长也不缩短的，而靠近这一层的筋纤维或角纤维的拉伸或缩短也不大。这部分线应变不大的纤维，实际上并不提供多少弹力，也不储存多少能量。它们起到的作用，只是把最外面的纤维隔开，让这些变形大的纤维之间有一定的距离，从而保证外层纤维的应变量。
简而言之，中间的纤维主要就是撑开外面的纤维。
再联系一下我以前写的关于弓箭效率的论述，弓箭的效率很大程度上和弓的自重有关，弓越重，弓箭的效率越低。
而我们又知道，筋角的密度比木或者竹大，所以用内层筋角支撑外层筋角，做出来的弓就比较重。
有什么办法减重呢？古人一拍脑袋，哈，既然中间那些纤维主要用来支撑，那我用更轻的材料来支撑岂不美哉？
于是，弓胎横空出世。
当然，古人可能没想那么多，他们只是经过大量的经验总结，发现这种结构最合理。
总之，弓胎赋予了角弓一种结构上的美感，使之既能储存大量弹性势能，又尽可能减轻自重以更多地施放能量。
5. 理想的弓胎材料和筋角胎厚度
5.1 材料
看完前面的论述，我们已经知道，弓胎并不提供多少拉力，对于弓胎而言，轻更加重要。当然，它不能太脆弱，如果一拉就断，就有点尴尬了。
所以理想的弓胎材料应具备如下两个特性：（1）轻（密度低）；（2）韧性好（能承受较大形变）。
注意，此处的第（2）点要求和前面所说的“弓胎形变不大”并不矛盾，因为形变的大小是相对的，弓胎的形变相对于筋角的形变，确实不大。
有人又问了：既然如此，用普通的泡沫塑料做弓胎好不好？
先不说普通泡沫塑料的韧性好不好，假设它不会被拉断，依旧不能用来做弓。因为普通泡沫塑料太“软”了，弓拉开到一半，弓胎都被压扁了，筋层和角层都贴一块了，相当于没有弓胎。
所以弓胎要能支撑得起筋层和角层，要比较“硬”。
5.2 筋角胎厚度
筋角的厚度多少为宜呢？通过前面的分析我们已经知道，弓胎应该是弓臂里面形变最小的部分。怎么样让弓胎的形变最小呢？当然是中性层在它的中心时。
当筋层提供的力和角层提供的力相等时，弓胎受力与纯弯曲（关于纯弯曲的概念，具体查阅材料力学相关的教材，这里不多说了）的情况类似，中性层就在它的几何中心。所以理想的筋角厚度应该能使筋和角产生的弹力大小相等。具体多厚为宜，还得根据各项参数计算，而公式中“线应变”一项很难获得，所以这个问题在实际上比较难解决。
当然，由于筋和角的密度也不相同，真要精确讨论这个问题，恐怕要建立复杂的数学模型，我也没那个水平。只能说，大概弓胎两侧受力大小一样时，是比较理想的情况。
说个题外话，层压弓的内外两侧一般是完全相同的玻片，所以层压弓弓胎自然能达到理想的状态。
此外，还有弓胎的厚度需要讨论。
我们已经知道，弓胎的主要作用是撑开内外两层纤维，使之保持一定的距离。这个距离越大，内外两层纤维的形变越大，产生的弹力也越大。表现在成品的弓上，就是弓胎越厚，拉力越大。
然而筋是不能无限拉长的，角也是不能无限缩短的。一般的材料都有一个比例极限，当应力超过这个值时，应力与应变就不再呈线性关系，应力-应变曲线很有可能产生“上扬”（当然，这要根据具体的材料特性来判断）。反映在弓上，就会使弓的拉力曲线上扬，俗称“超拉”。此外，应力超过比例极限时，材料很可能被破坏。反映在弓上，就是“拉断了”。
所以弓胎的厚度应保证筋角的最大应力在比例极限内。理想的状态是，在弓达到最大拉距时，筋或者角的应力正好达到比例极限（筋和角一般不可能同时满足，因为材料特性不同）。
层压弓也同理。
6. 后记
我写这个帖子，主要是由于和一个群里的朋友关于这个问题产生了争执，说了很多都没法解释清楚，后来还被人说“自创概念”。我当然不可能自创什么概念，虽然不做角弓，我平时也经常琢磨这些理论，正好大学力学学得也不错，所以说出去的话往往是有根据的、经得起推敲的。正好应该也有很多朋友不清楚这些，就写个长帖子分享一下，顺便也证明一下自己。我可以说是个理论上的巨人（自夸一波），行动上的矮子（做弓失败不少）。希望这个帖子能帮到一些喜欢做弓的人（鞠躬下台）。
雷人嘎嘎
