AW: Alu- oder Stahlrahmen
Hallo Gnom
Also die spezifische Zugfestigkeit von EN AW-6061 (klassische Legierung für Alugabeln) liegt bei 103 *10^6 N/kg,
??? N/kg ???
Wieso Zugfestigkeit?
In erster Linie ist doch das Flächenmoment und das E-Modul für die Formsteiffigkeit zuständig. Die Zugfestigkeit kommt doch erst dann ins Spiel, wenn es um Bruch bzw. reißen geht und die zulässigen Spannungen überschritten werden. Selbst da ist ein Stahl schon in ST 37 dem von Alu überlegen.
Die ersten Versuche von Alu-rahmen waren recht kläglich, da man sich an dem Vorbild der Stahlmaße orientiert hat.
Erst der Umstieg zum oversized brachte erhöhte bzw. gleiche
Steiffigkeiten, wie bei Stahl.
Beim Flächenmoment geht der Außendurchmesser, deutlich stärker, wie der Innendurchmesser in die Berechnung ein.
Ein Stahlrahmen ist, theoretisch betrachtet min. so leicht zu konstruieren, wie ein Alu-rahmen. Ein Rohr aus Stahl mit z.B. 30 mm Außendurchmesser und 0,4 mm Wandstärke ist aus Stahl deutlich steiffer, wie dasselbe aus Alu. Um nun die gleiche Steiffigkeit beim Alu-rohr zu erzielen muß entweder mehr Wandstärke benutzt werden, oder ein deutlich vergrößerter Außendurchmesser. Wodurch wieder mehr Material bei Alu benutzt werden muß und der Vorteil von Alu, das geringere Gewicht, wieder deutlich reduziert wird.
Ein Genius-SLX Rohr hat 0,4 - 0,7 - 0,4 mm Wandstärke.
Die Wandstärken könnten bei Stahl mit Sicherheit noch weiter reduziert werden, bloß kommt man dann an fertigungstechnische Grenzen. Außerdem kommt man in Bereiche, wo die Steiffigkeit zum
Radfahren mehr, wie ausreichend ist, bloß kann es in der Praxis Probleme ganz anderer Art geben. Die Gefahr des Beulens durch seitliche Kräfte, wie beim Umfallen.
Ich sitz gerade an meiner Diplomarbeit bei der Berechnung von Bauteilen mit FEM. Sofern ich da ein bißchen Zeit habe, rechne ich
das mal durch.
Wie sind denn eigentlich die Maße von leichten Alu-rahmen genau?
Durchmesser und Wandstärken.
Ein weiterer Aspekt, der mehr uns "hobbyfahrer" interessieren dürfte, ist die Dauerhaltbarkeit und die Dauerfestigkeit, Stichwort Wöhlerkurve.
Gruß
Bodo