Hi Zusammen und happy new year!
@Felger danke für die Simulation. Ja, Federweg und Hebelverhältnis passen gut. Sind
Anti Squat mit 212% und Anti Rise mit 67% im SAG gute Werte?
Ich habe parallel schon mal weiter gemacht. Da meine Simulations-Testlizenz die Tage abläuft und morgen bei mir wieder der Job ruft, habe ich die FEM-Simulation heute noch erledigt.
Folgende recherchierte Annahmen lege ich dem jetzt mal zu Grunde: 1,4Tonnen bzw. 14.000N vertikale Kraft eingeleitet ins Tretlager für eine statische Simulation.
Annahme: Lastverteilung ca. 70% hinten, 30% vorne - ich kann nicht mein ganzes Bike simulieren und beschränke mich auf den Hauptrahmen.
Worst-Case-Annahme:
Federweg komplett verbraucht und Dämpfer komplett eingefedert. Dann wirkt das System eigentlich nur noch wie ein Eingelenker, wobei sich ein Hebelverhältnis über Kettenstrebenlänge und Einwirkungshöhe von sehr grob 2:1 ergibt.
Die Kraft wird wohl eher leicht nach vorne oben wirken. Der Worst-Case für die Durchbiegung ist aber, wenn sie horizontal einwirken würde. Daher habe ich die Kraft rein horizontal nach vorne eingeleitet.
Daraus ergibt sich eine horizontal wirkende Kraft am oberen Lagerpunkt von knapp 20.000N ca. 2Tonnen. Wow, da hätten sich beim ersten Rahmen wohl ein paar Überlegungen gelohnt....
Jetzt rede ich mir mal das noch etwas schön und gehe davon aus, dass das für die 1,4t zugrunde liegende Fahrergewicht bis ca. 120kg geht. Dann könnte ich für mich als Spargeltarzan mit 80kg das auf eine horizontale Kraft von 14.000N umrechnen. Das klingt schon deutlich besser. Ich habe es mit beiden Kräften mal simuliert.
Grundsätzlich habe ich dieses Mal die Rohre sauber modelliert - 1:1 zu den Zeichnungen von Columbus, welche man auf deren Homepage finden kann. Das heißt, dass die Spannungsverläufe einigermaßen stimmen sollten.
Der Rohrwerkstoff ist ein 25CrMo4 oder ähnlich mit einer Streckgrenze ab 850N/mm² und fester. Das ist also schon gutes Zeug. Allerdings sind die Wandstärken halt auch sehr dünn (in den Rohrmitten ca. 0,6-0,7mm).
Die zusätzlichen Blech sind aus DC01. Da sieht es mit der Streckgrenze gleich deutlich blasser aus. Ca. 240N/mm². Geplant waren die Bleche mit 1,5mm Dicke. Davon gehe ich nach der Simulation nun auch nicht mehr weg.
Ich habe nun auch weniger Wert auf den Sicherheitsfaktor und die Verschiebungen gelegt, sondern mich hauptsächlich auf die Spannungen konzentriert. Davon kann man ja auch die Sicherheitsfaktoren ableiten. Das habe ich deshalb gemacht, weil die Verteilung unterschiedler Materialien doch nicht so gut geklappt hat. Nach dem Vernetzen des Modells, war das teilweise nicht mehr ausdifferenzierbar.
Bei der Darstellung habe ich damit es etwas übersichtlicher wird, alles was unter einer Spannung von ca. 200N/mm² mal weggelassen.
In den Bilder findet ihr nun folgendes:
MK3-Rahmen - L_FEM-Modell_1_2.0t = Simulation Nr.1.
- Im Modell ist unter einem Abdeckblech im inneren (von außen nicht sichtbar) eine kleine Rippe. Das Abdeckblech macht den Bereich zu einer geschlossenen Box. Was im Allgemeinen günstig sein sollte.
- Da ist insgesamt ordentlich Spannung drinnen. Vor allem am Übergang zwischen Blechrippen und Rohr - mehr als das Blech könnte.
MK3-Rahmen - L_FEM-Modell_3_2.0t = Simulation Nr.3 (hab hier mal ein nicht zielführendes Experiment übersprungen).
Im Modell ist das Abdeckblech weg. Dafür ist die Rippe größer. Die Idee war mit der Rippe eine bessere Abstützung zu erreichen - bei weniger Materialeinsatz. Spannungstechnisch geht es hier allerdings voll ab. Was blau als soft aussieht, liegt schnell bei ca. 500N/mm². Also das war nix.....
MK3-Rahmen - L_FEM-Modell_5_2.0t = Simulation Nr.5a (auch Nr.4 war noch nicht gut).
Im Modell ist eine Kombination aus Abdeckblech (wg. geschlossener Box) und vergrößerter Abstützrippe und diese gleich 2x.
Das sieht nun gar nicht schlecht aus. Zwar tauchen im Bereich der Bleche nochmal Spannungen auf, welche im Grenzbereich des DC01-Materials liegen. Aber es ist auch nicht berücksichtigt, dass die Rohre wesentlich mehr auffangen als hier simuliert. Daher bin ich da ganz positiv.
MK3-Rahmen - L_FEM-Modell_5_1.4t = Simulation Nr.5b mit geringerer horizonaler Kraft (auf mein Gewicht zugeschnitten).
Also das sieht schon sehr beruhigend aus.
Vom Gefühl her bin ich dieses Mal schon deutlich besser unterwegs als beim ersten Rahmen. Denke auf der Basis kann ich weiter machen. Als nächstes steht noch a bisserl CAD-Arbeit an um die Bleche bestellen zu können.
Cheers T
