Dimensionierung Downhill-Rahmen Aluminium

[hahi]

Moin Moin Liebe Forumgemeinde,

zuerst einmal zur Situation:

Ich designe schon länger einen vollgefederten Downhill-Rahmen las 3D-Modell. Die ganze Idee ist über die Nutzung von Linkage entstanden, mit der ich mich der Thematik Hinterbau Kinematik über die letzten 2 Jahre genähert habe. Danach beschloss ich das Ganze, doch mal probehalber mithilfe eines 3D-Programmes ins ein 3D-Modell zu übertragen. Über die Jahre hinweg entstanden viele verschiedene Modell-Generationen.

Unabhängig davon stellte sich immer wieder eine Frage:

Mit was für Dimensionen der Rohre hantiert man bei der Konstruktion eines Downhill-Rahmens aus Aluminium?

Konkret: Was für übliche Wandstärken und Durchmesser werden verwendet?

Natürlich sind Rahmenbedingungen, wie Passgrößen an den Übergängen selbstverständlich.

Bisher wurden folgende Dimensionen im Modell verwendet:

Steuerrohr: EC49/ZS62 Tapered mit 4mm Wandstärke

Unterrohr: 65mm außen ; 60mm innen ; 2,5 mm Wandstärke

Oberrohr: 40mm außen ; 36mm innen ; 2mm Wandstärke

Sitzrohr: 38mm außen ; 34,9mm innen ; 1,55mm Wandstärke

Kettenstreben: 25x15mm Rechteckrohr mit 2,5mm Wandstärke

Sitzstreben: 25x15mm Rechteckrohr mit 1,5mm Wandstärke

Tretlager; T47 Tretlager mit 55mm Außendurchmesser

Es handelt sich bei der gesamten Diskussion nur um gerade Rohre dessen Wandstärke nicht variiert. Letzteres könnte allerdings im Worst-Case (Gewicht zu hoch, Stabilität) auch in Betracht gezogen werden.

Zum Thema Downhill: Ja es geht wirklich um Downhill, nicht um Ich fahre einen Berg mit einem Fahrrad herunter.

Stellt euch vor das Bike würde im DH-Worldcup eingesetzt werden.

Ich würde mich über rege Beteiligung freuen und erhoffe mit einiges zu lernen. Wenn schon erste Fehlannahmen in meinem ersten Beitrag hier sein sollten gerne drauf hinweisen.

Ich wünsche einen schönen Sonntagabend!

 

[hahi]

Entschuldigt bitte die mehrfach Erstellung der Threads. Die ersten beiden könne gelöscht werden.

Einen schönen Sonntag Abend.

 

[Deleted 23985]

Bei der Dimensionierung von Rohren ist Innen und Aussendurchmesser ja nur eine Größe. Wie lang sind die Rohre und wie sind die Knotenpunkt. Usw..

Aber geh doch einfach Mal mit einem anderen Ansatz ins Rennen. Da du ja nur einfache Rohre planst, kannst du ja in wenigen Minuten das Gewicht des Rahmens bestimmen und mit anderen vergleichbaren und haltbaren Rahmen vergleichen. Und wenn du im vertretbaren Bereich bist, kannst ja mit FEM spielen.

 

[hahi]

Moin moin,
Danke schonmal für eine erste Antwort.
Die Idee mit dem Vergleichen ist denke ich durchaus sinnvoll! Allerdings habe ich da gleich noch eine Frage damit ich mich nicht völlig verschätze.
Bisher habe ich eine Gewichtszunahme von ca. 300g beim Schweißen angenommen. Kann das sein?
Mein Design hat keine designten Schweißnähte (Sollte ich mir die Arbeit noch machen?). Deswegen frage ich.
Natürlich kann man das wahrscheinlich auch nicht auf jeden Rahmen pauschal übertragen, aber bei eher langen Schweißnähten hätte ich an einen solchen Zuwachs gedacht.

Das mit dem FEM ist natürlich auch richtig. Da bin ich gerade dran.
Allerdings stellt sich auch da für mich eine Frage.
Woher beziehe ich die Lasten die auf den Rahmen wirken. Z.B. im EFBE Tri-Test?
Na kalt kann man grundsätzliche Szenarien aufsetzen wie z.b. eine simple Landung im Flachen. Aber reicht das schon? Um zu sagen: Wenn der Rahmen das übersteht übersteht er den Rest auch?
Ausgenommen sind hier erstmal die Ermüdungstests. Da spielt ja noch die Ermüdungscharakteristik des Materials selbst mit rein.
An dieser Stelle wünsche ich einen Erfolgreichen Tag und freue mich auch weitere Anregungen!

 

[Deleted 23985]

Naja... So wie das Ganze klingt, kommt es auf +- 300g eh nicht an .
Hast du die Entstehung vom dem Kavenz verfolgt? Hier solltest du einiges an Informationen beziehen können.

 

[Deleted 494764]

Mit was für Dimensionen der Rohre hantiert man bei der Konstruktion eines Downhill-Rahmens aus Aluminium?

Kommt letztlich komplett auf deine Auslegung an. Material, Verbindungsart, Geometrie.etc.

Mein Design hat keine designten Schweißnähte (Sollte ich mir die Arbeit noch machen?).

Für eine FEM-Analyse ist das sinnvoll, ansonsten hat dein Modell überall scharfe Kanten und damit verfälschte Ergebnisse, da sie nicht dem realen Modell entsprechen.

Das mit dem FEM ist natürlich auch richtig. Da bin ich gerade dran.

Wie sehr bist du dran? Eine aussagekräftige FEM-Analyse von dünnwandigen Konstrukten samt Ermüdungsevaluierung ist nicht ohne. Mit welchem Programm willst du rangehen?

Woher beziehe ich die Lasten die auf den Rahmen wirken. Z.B. im EFBE Tri-Test?

Der EFBE-Test ist sicherlich eine gute Anlaufstelle. Als Privatperson kann man möglicherweise einen Deal mit den Zuständigen Personen aushandeln, die sind sehr freundlich und gesprächsbereit (@EFBE_Marcus). Der EFBE-Test oder Zedler stellen mMn realistischere Annahmen als bspw. die ISO 4210, die zahmer daherkommt und für DH nicht unbedingt geeignet ist. Wenn man allerdings die Lasten nach Gefühl entsprechend nach oben anpasst, kann man die auch verwenden.

Na kalt kann man grundsätzliche Szenarien aufsetzen wie z.b. eine simple Landung im Flachen. Aber reicht das schon? Um zu sagen: Wenn der Rahmen das übersteht übersteht er den Rest auch?

Nicht zwingend, siehe Ermüdung und überlagerte Lasten.

Ausgenommen sind hier erstmal die Ermüdungstests. Da spielt ja noch die Ermüdungscharakteristik des Materials selbst mit rein.

Insbesondere an Schweißnähten von hoher Relevanz, ja.

 

[hahi]

Moin Moin,

Die Entstehungsgeschichte vom Kavenz habe ich natürlich verfolgt! Es wäre ja echt schade drum gewesen das verpasst zu haben. Ist echt cool was die Jungs da auf die Beine gestellt haben.

Das mit den +- 300g stimmt natürlich, da das Fahrrad ja eh nur runter soll und nicht rauf. Allerdings muss ich zugeben, dass ich gerne unter 4,8kg Rahmengewicht bei einem XL Rahmen mit 490mm Reach bleiben würde.

Zum Thema Material und Verbindungsart:
Es soll ganz normal geschweißt werden. Verwendet werden soll Aluminium EN AW-7020.

Das mit dem FEM ist so eine Sache. Ja ich bin dran. ABER: Ich werde es selbst nicht machen, um ungenaue Arbeiten und Ergebnisse zu vermeiden. Ich selbst habe keine ausreichende Erfahrung in diesem Gebiet und wie schon gesagt wurde ist das nicht ganz ohne. Deshalb werde ich mich an entsprechende Experten wenden die mich bei diesem Projekt unterstützen und schon lange mit FEM arbeiten.

Danke schonmal für den Tipp mit den Leuten von EFBE! Da werde ich mal schauen was sich so machen lässt. Klingt auf jeden Fall schonmal sehr gut.

Einen schönen Tag wünsche ich!

 

[Deleted 494764]

Vielleicht hat @Onkel_Bob ja Lust, dir dabei zur Hand zu gehen, falls er Interesse und zu viel Freizeit haben sollte

 

[hahi]

Guten Abend,

Danke für den Tipp mit Onkel_Bob! Mal sehen was die Zukunft noch so bringt. Ich werde berichten wenn ich ein durchgerechnetes Modell habe.

Einen schönen Abend noch und danke nochmals für die guten Ideen!