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Das ist doch Physik...

sulka schrieb:
das liest sich ja alles sehr interessant, läuft aber nach meiner auffassung sehr in den bereich der theorie.
chromor ist besseres wasserrohr, dachte ich, bis ich ein 56er razesa rahmenset bei einem freund in die hand bekam. ich habe es nicht gewogen, aber das fühlte sich leicht an, auch jetzt das ganze aufgebaute rad. überraschend.
zufall, wieder ein razesa in 56. dieses mal aus slx. je öfter ich es in der hand hielt und auch fuhr. überraschend. so etwas von sackschwer.

mich interessiert eher die praktische physik: wie fährt sich ein rad aus den rohrsätzen, wie dimensioniert, wie verarbeitet ...
bislang sehe ich das, ganz persönlich erfahren, eher so, daß die moderneren stähle wie nivachrome, auch bei leichter oversize dimensionierung und fielt brazed, nicht die seitenstabilität erreichen wie ein gemuffter sl-rahmen oder ein 531. gewicht ist besser.
es würde mich interessieren wie sich da die noch lüngeren rohrsätze à la spirit oder brain schlagen.

pragmagtisch,
klaus ;-)
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genau da haben früher doch die Messungen gesagt, dass EL aus Nivachrom z.B. deutlich seitensteifere Rahmen ergeben hat, als die meisten alten SL. wobei hier auch sicher die Verarbeitung mind. genauso wichtig ist, wie das Rohr selber.
Ach SLX ist ca. 200-250 Gramm leichter als Cromor. Wenn also die gleiche Firma das baut, dann ist da irgendwas schief.
 
Mich würde ja mal interessieren, ob und wie sich Manipulationen an den Querschnitten wie z.B. das querovale Ober- und Unterrohr meines Herkelmann-Rahmens, in der Spannungsverteilung niederschlagen. Und ob sich die am Modell simulierten Deformationen unter Last mit Messergebnissen im Testlabor in Verbindung bringen lassen.

Das Ganze u.a., um einschätzen zu können, wie groß der Einfluss der Verarbeitungsqualität ist, wie nah also eine reale Lötverbindung dem perfekten Kraftflzss kommt.

...als ob ich sonst keine Sorgen hätte ;)

Gruß, svenski.
 
svenski schrieb:
Mich würde ja mal interessieren, ob und wie sich Manipulationen an den Querschnitten wie z.B. das querovale Ober- und Unterrohr meines Herkelmann-Rahmens, in der Spannungsverteilung niederschlagen.
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Fahrradrahmenrohre werden u.a. stark auf Biegung beansprucht. Wie sehr sich ein belastetes Rohr durchbiegt hängt maßgeblich vom sogenannten axialen Flächenträgheitsmoment 2. Ordnung (abhängig von der Querschnittsgeometrie und der Lage der Belastungsachse im Raum) ab und wird in mm^4 angegeben. Je höher das Trägheitsmoment in Bezug auf die Belastungsachse, desto weniger biegt sich das Rohr. Weil das Flächenmoment eine sehr theoretische Aussage über ein Bauteil ist, versuche ich mal ein Beispiel:
Nimm einfach ein Kunststoff-Lineal und biege es um die Mittel-Achse, die senkrecht auf einer der langen Seiten steht. Dann biege es um genau die gleiche Achse, allerdings nachdem Du das Lineal um 90° gedrecht hast. Das erste Mal ließ sich das Lineal ganz einfach stark durchbiegen, beim zweiten Mal so gut wie gar nicht. Das kann man jetzt natürlich auf beliebige Geometrien und Belastungsachsen anwenden, zum Beispiel auf die von Dir angesprochenen ovalen Querschnitte.

Grüße
 
Vielen Dank für die Erläuterung! Die qualitativen Aussagen und die theoretischen Hintergründe sind mir soweit klar. Was mich interessiert ist, ob das am konkreten Beispiel einen signifikanten (quantitativen) Unterschied zu Standardquerschnitten macht, und in welchm Maße die Verarbeitungsqualität das überlagert. Letzteres wird man wohl nicht mit FEM-Analyse herausfinden können... ;)

Über Konstruktion weiß ich zumindest genug, um sagen zu können, dass nicht jeder Effekt, den man theoretisch herleiten kann, in der Praxis auch relevant ist...

Gruß, svenski
 
Die Durchbiegung z.B. lässt sich tatsächlich genau anhand der Flächenträgheitsmomente und der Elastizitätsmodule bestimmen. Bei Zug- und Druckbelastung sind dagegen nur Querschnittsfläche (unabhängig von Lage der Belastungsachsen und Querschnittsgeometrie) und der E-Modul von Bedeutung (was vielleicht Hilde"s Frage zum dickeren Unterrohr an seinem Bianchi beantwortet).
Die Verarbeitungsqualität, sprich Güte der Schweiss-,Löt- oder Klebverbindung ist hier mit Sicherheit die schwierigere Aufgabe. Dafür muss man Versuche machen (bzw. Schweiss-Fachingenieure müssen die machen) bezüglich verwendetem Lot, Temperatureinleitung- und verteilung, und dann wird dafür 'ne Arbeitsanweisung ausgegeben. Das ist in der industriellen Massenproduktion (Schweissroboter) relativ einfach.
Ein Hugo Rickert z.B. hatte das einfach im Gefühl. Der wusste halt, wie er mit dem Brenner das Material zu behandeln hatte, um z.B. Spannungen "rauszuziehen".

Grüße
 
Nochmals zu Cromor und Aelle

Aelle ist m.W. "Wasserrohr", dh nicht konifiziert - trotzdem gut, wenn auch etliche 100 - 200 g schwerer (je nach Rahmengröße).
Cromor ist konifiziert, und das weiß ich aus eigener Erfahrung, stabil und nicht zu schwer (Grammangaben auf der Columbus-Rohr-Seite)

Und gefühltes Gewicht ist wirklich etwas anderes als gewogenes ...

Wichtig ist in der Praxis natürlich vor allem: Ist die Stabilität (von welchem Rohr immer) ausreichend? Und davon gehe ich aus, auch wenn vereinzelt über Rahmenbrüche berichtet wird.

Das haben die alten Löter doch sicher erfahren, nicht errechnet.
Sie haben entsprechende auf dem Markt angebotene Rohre verwandt, zuerst und für günstige Rahmen wohl die "Wasserrohre" und dann - weil sie angeboten wurden und ausreichend stabil, aber leichter waren - die "höherwertigen".

So stelle ich mir das jedenfalls vor. Die waren doch keine Mess-Ingenieure, wie heute die Konstrukteure im Serienbau.
 
Internet sagt, MOB.TOKYO kann auch bunte Bilder:

fem.gif


gif aus seinem Blog
 
Hallo Micha,

das ist mal ein schöner Faden. Zur FEM-Berechnung habe ich ein paar Fragen, da ich auch beruflich damit zu tun habe:

Leider sehe ich kein Netz zu deinem ersten Bild. Welchen Elementtyp hast du verwendet (Tetraeder oder Hexaeder)?
Hast du das Netz verfeinert?
Wie hast du die Geometrie erzeugt und aufbereitet?
Welche Randbedingungen hast du gewählt (Kraft, Moment, Lagerung, etc.)?
Welche Materialwerte hast du genommen?
Welches Programm hast du verwendet?
 
actio = reactio...
Die Torsionskräfte werden am Steuerrohr ins Oberrohr und am Tretlager ins Sattelrohr eingeleitet...in den Carbon-Rahmen.
 
Hmm, einer versteht da was nicht, vielleicht bin's ja ich. Noch ein Versuch: oberhalb de Verbindung Oberrohr-Sattelrohr-Sattelstreben (beim klasseschen Stahlrahmen die Sattelmuffe) steht ein Rohrstück über, an dem beim Carbonrahmen die Sattelklemme sitzt. Dieses Rohrstück sollte, beim Wiegetritt eigentlich kaum belastet sein, ist in MOB.TOKYOs Modell aber der am stärksten belastete Bereich des ganzen Rahmens. Und da verstehe ich nicht, woher das kommt und warum auch die nähere Umgebung ("Sattelmuffe") bei den meisten Carbonrahmen, im Vergleich zum Tretlagerbereich z.B., eher schlank gebaut wird.

Vielleicht kann MOB.TOKYO selbst was dazu sagen?

Gruß, svenski.
 
Ich hatte das Bild aus dem Web kopiert, dann vergessen die Quelle anzugeben in klassischer Gutenbergnatur. Ist also nicht von mir. Vor mehr als 20 Jahren hatte ich mich mal mit FEM beschäftigt (Abaqus), damals lief das Zeuch nur in Rechenzentren und brachte einem zum Wahnsinn.

In dem Bild werden ja nicht Kräfte, sondern Spannungen angezeigt, also Kraft pro Fläche. Wenn das Material am Sattelrohr also sehr dünn ist, ist es also möglich dass höhere Spannungen auftreten als in dickeren Teilen, auch wenn die wirkenden Kräfte gleich sind.

Außerdem würde ich vermuten, dass der Rahmen am Sattelrohr fixiert ist, der schwebt ja nicht frei im Raum, sonst würde er sich ja in die Unendlichkeit verschieben, wenn eine Kraft auf ihn wirkt. Der Bewegungsablauf sieht zwar etwas anders aus, da ja nichts fixiert scheint, aber das können natürlich auch flexible Auflager sein.

Wäre jetzt mal meine Vermutung.
 
Matt_8 schrieb:
Man kann einen Rahmen also nicht weichtreten.
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Ich zitiere einfach mal deinen Beitrag aus der "Weichtreterei"-Diskussion zwei Seiten zuvor. Das ganze wurde hauptsächlich bei der zunehmenden Verwendung von Alu diskutiert. Da gibt es nämlich einen sog. Wöhler-Versuch aus den Materialwissenschaften, der die Dauerfestigkeit testet. Dabei kommt dann raus, dass sich Stahl nach genügend Schwingungen auf etwa 50% der anfänglichen Festigkeit einstellt und dann nicht mehr abnimmt. Bei Alu hingegen gibt es da nicht diesen sigmoidalen Verlauf, das nimmt einfach immer weiter ab. Irgendwann reißt es dann.
Die Tour hat dann mal einen Praxistest mit Fahrradrahmen gemacht (habe ich leider selber noch nicht lesen können, vielleciht hat den ja einer und würde den mal einscannen) und alle, die behaupten, dass Weichtreten sei ein Märchen berufen sich in der Regel darauf. Ich habe keine Ahnung von den verwendeten Legierungen und ich bin auch kein Materialwissenschaftler. Ob das Tour-Team da korrekt gearbeitet hat und nicht schon mit einer gewissen Erwartungshaltung ranging kann ich auch nicht sagen. Dass Material prinzipiell durch Dauerbelastung weicher wird (laut Wöhlerversuch ja auch Stahl, nur bleibt er dann irgendwo stehen), scheint man aber nicht so einfach wegwischen zu können. So gerne man das auch hätte.

Ich glaube nicht, dass die Belastungen beim Fahrradrahmen nicht ausreichen würden, um das Material zu schwächen. Da kann ja Hilde nochmal was von der Leistung seiner Beine erzählen, jeder Fahrradrahmen wird im Betrieb verwunden und dann wird auch je nach Material die Dauerfestigkeit leiden.
 
bustamania
Bei den Versuchen kommt es aber wie in der Realität darauf an, welche Last wirkt. Wenn die Last ausreichend hoch ist, bekommt man jedes Material kaputt.
Bei einem Rahmen ist die Last aber so gering, dass sich keine Materialermüdung einstellt und somit auch keine nachlassende Steifigkeit. Beim EFBE wurde das getestet. Du kannst da ja mal nachfragen.

Erst wenn Schadstellen durch äußere Einwirkungen dazu kommen (z.B. Rost->Fehlstelle->wachsender Riß) kann eine steigende Schwächung auftreten und irgendwann zum Bruch führen.
 
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