ICB2.0 - Hinterbauverstrebung

[jan84]

Ohne die vorherigen Seiten gelesen zu haben:
Macht mit FE doch wenigstens mal nen qualitativen Vergleich der Torsionssteifigkeit (Torsion um die x-Achse (Fahrtrichtung) --> Seitenkraft am Aufstandspunkt) des Hinterbaus mit und ohne dem "X". Nehmt dabei aber aufjedenfall die Dämpferanlenkung mit (Lager starr, nur die rotation frei).
Ich bin mir relativ sicher, dass das X vorwiegend Kosten verursacht, der Nutzen dürfte nicht allzu groß sein.

Grüße,
Jan

*edit*: Nach kurzem scrollen über die letzten Seiten: Leicht gebogenes Rohr ohne geschweisstes Gusset sieht besser aus *duckundweg*

 

[luniz]

Ohne die vorherigen Seiten gelesen zu haben:
Macht mit FE doch wenigstens mal nen qualitativen Vergleich der Torsionssteifigkeit (Torsion um die x-Achse (Fahrtrichtung) --> Seitenkraft am Aufstandspunkt) des Hinterbaus mit und ohne dem "X". Nehmt dabei aber aufjedenfall die Dämpferanlenkung mit (Lager starr, nur die rotation frei).
Ich bin mir relativ sicher, dass das X vorwiegend Kosten verursacht, der Nutzen dürfte nicht allzu groß sein.

Grüße,
Jan

*edit*: Nach kurzem scrollen über die letzten Seiten: Leicht gebogenes Rohr ohne geschweisstes Gusset sieht besser aus *duckundweg*

Genau diese Lagerung wäre mMn falsch. Wenn ich die Anbindung der Dämpfer-Extension in alle Translatorischen Richtungen sperre, dann hat das X wenig bis keinen Einfluss, ja. Aber der Dämpfer kann/soll den Hinterbau in dieser Richtung ja nicht "halten". Ich würde diese Lagerung lediglich in einer Richtung fixieren, nämlich in der des Dämpfers nach vorne, sonst alles frei.

 

[jan84]

Wenn Du sperrst kannst Du dir doch die Querkräft an der Randbedingung angucken. Ob Du dir jetzt die Querkräfte oder die Verformung anguckst sollte in dem Fall, gerade wenn es nur um einen qualitativen Vergleich geht, keinen großen Unterschied machen.

 

[django013]

@django013 : Mal leichte Kritik, was mich so ein bischen stört: Du lässt dich seitenlang theoretisch über die einwirkenden Kräfte und die Verformungen aus, inklusive manchmal fast beleidigendem Ton, weil jemand anderes vielleicht einen Denkfehler hatte. An realistisch sinnvolle oder machbare Lösungsansätze von dir kann ich mich aber nicht erinnern.

Da ich mehr Beleidigungen einstecken musste, als ich ausgeteilt habe, kann ich mit dem status quo gut leben.

... und weil ich Dich sehr schätze, habe ich mir den letzten Satz zu Herzen genommen und nomml ein Bild skizziert:

Den Reifenumfang habe ich um 14mm erhöht, kann also sagen, dass in der Richtung genug Platz wäre. Ebenso sieht es am Sitzrohr aus.
Beim Platz für den Umwerfer bin ich mir nicht sicher. Da habe ich leider keine Daten.
... aber ich schätze, mit etwas gutem Willen wäre sowas in der Art machbar.
Ein solches X würde beide Lastfälle abdecken.

Die ganze Festigkeitsbetrachtung ist ein komplexes Gebiet wo es hauptsächlich um Grenzwertbetrachtung geht.
Dabei behelfe ich mir, indem ich nur jeweils 2 Punkte miteinander vergleiche und den, den ich als fester einschätze, mache ich fix und beim anderen kommt ein Kugelgelenk hin. Dann kann ich mir eine anstehende Verformung vorstellen und Gegenmaßnahmen entwickeln.

Bei der Betrachtung der Rotation des Hinterrades um die Längsachse ...
... wenn ich davon ausgehe, dass das Yoke "hinreichend" steif ist und die Klemmung der Hinterachse steifer ist, als die Torsion der unteren Hinterbaurohren, dann komme ich zu dem Fall, dass die Hinterbau-Dreiecke eine parallele Seitwärtsbewegung ausführen, welche durch das derzeitige X unterbunden wird.

Wenn ich allerdings davon ausgehe, dass das Yoke sich verformen kann und dass die Hinterbauklemmung weniger steif ist, als die Verbindung der unteren Hinterbaurohre zum Yoke, dann kommt es zu dem Fall, den ich beschrieben habe. Ob der Belastungsfall, den ich annahm unsinnig ist, überlasse ich anderen zu entscheiden.

 

[luniz]

Wenn Du sperrst kannst Du dir doch die Querkräft an der Randbedingung angucken. Ob Du dir jetzt die Querkräfte oder die Verformung anguckst sollte in dem Fall, gerade wenn es nur um einen qualitativen Vergleich geht, keinen großen Unterschied machen.

Klar, wenn du die SPC Forces als Auswertungskriterium nimmst, sollte das qualitativ egal sein. Aber wozu sollte ich das dann machen? Ist nur mehr Arbeit ;-) Also kann ich mir auch das Displacement gleich direkt angucken...

 

[nuts]

Da ich mehr Beleidigungen einstecken musste, als ich ausgeteilt habe, kann ich mit dem status quo gut leben.

... und weil ich Dich sehr schätze, habe ich mir den letzten Satz zu Herzen genommen und nomml ein Bild skizziert:
Anhang anzeigen 363445
Den Reifenumfang habe ich um 14mm erhöht, kann also sagen, dass in der Richtung genug Platz wäre. Ebenso sieht es am Sitzrohr aus.
Beim Platz für den Umwerfer bin ich mir nicht sicher. Da habe ich leider keine Daten.
... aber ich schätze, mit etwas gutem Willen wäre sowas in der Art machbar.
Ein solches X würde beide Lastfälle abdecken.

Die ganze Festigkeitsbetrachtung ist ein komplexes Gebiet wo es hauptsächlich um Grenzwertbetrachtung geht.
Dabei behelfe ich mir, indem ich nur jeweils 2 Punkte miteinander vergleiche und den, den ich als fester einschätze, mache ich fix und beim anderen kommt ein Kugelgelenk hin. Dann kann ich mir eine anstehende Verformung vorstellen und Gegenmaßnahmen entwickeln.

Bei der Betrachtung der Rotation des Hinterrades um die Längsachse ...
... wenn ich davon ausgehe, dass das Yoke "hinreichend" steif ist und die Klemmung der Hinterachse steifer ist, als die Torsion der unteren Hinterbaurohren, dann komme ich zu dem Fall, dass die Hinterbau-Dreiecke eine parallele Seitwärtsbewegung ausführen, welche durch das derzeitige X unterbunden wird.

Wenn ich allerdings davon ausgehe, dass das Yoke sich verformen kann und dass die Hinterbauklemmung weniger steif ist, als die Verbindung der unteren Hinterbaurohre zum Yoke, dann kommt es zu dem Fall, den ich beschrieben habe. Ob der Belastungsfall, den ich annahm unsinnig ist, überlasse ich anderen zu entscheiden.

Da passt der Umwerfer leider nicht. Das X müsste etwas höher und ein schiefes Y sein, dann würde es passen.

 

[jan84]

Klar, wenn du die SPC Forces als Auswertungskriterium nimmst, sollte das qualitativ egal sein. Aber wozu sollte ich das dann machen? Ist nur mehr Arbeit ;-) Also kann ich mir auch das Displacement gleich direkt angucken...

Naja an dem Dämpferauge musst in Hochrichtung auch noch sperren, sonst kann der Link zwischen Hinterbau und Dämpfer ja nach unten wegklappen. Und ob man jetzt KRaft oder Verformung auswertet nimmt sich vom Aufwand her (zumindest in Ansys Workbench) überhaupt nichts.

 

[dopero]

Ich würde einen Vergleich der Versionen machen, aus dem dann die relative Steifigkeit hervorgeht. Dafür sollte auch ein FEM Modell mit relativ geringer Elementanzahl ausreichen. Dabei die Bauteile aber nicht komplett verschmelzen, sondern nur auf Flächen äquivalent den späteren Schweißnähten.
Dann würde ich die ausgewählte Version, mit in den kritischen Bereichen erhöhter Elementanzahl, noch einmal rechnen lassen. Daraus dann die Kräfte im Bereich der Schweißnähte ausgeben lassen.
Die hier ermittelten Werte dann mit Hilfe der FKM Richtlinie bewerten.

 

[Stefan.Stark]

Na dann Freiwillige vor! Der böse Konjunktiv sucht immer Freiwillige

 

[luniz]

Ja ok, ich mach's meinetwegen... Unter einer Bedingung: Ich mach das so wie ich das für richtig (oder besser: für am wenigsten falsch) halte, und ich muss mir danach nicht anhören, wie irgendwer das anders gemacht haben täte hätte könnte... ;-)

 

[jan84]

Warte noch bis die PN an dich raus ist .

 

[Loewe79]

die ganze Diskussion hat mich zu eine Idee gebracht. Könnte man nicht innerhalb der Dämpferverlängerung, einen zweiten "U" konstruieren, und dieses an die (Dämpfer)Streben festschrauben. Es wäre zumindest Optisch nicht wirklich wahrnehmbar, ob es die Steifigkeit etwas beiträgt überlasse ich die Specialisten ;-)

 

[foreigner]

Warte noch bis die PN an dich raus ist .

Was läuft da heimlich hinten rum ?

 

[jan84]

Was läuft da heimlich hinten rum ?

Nur die oben andiskutierte Thematik mit den Randbedingungen.

 

[Alpenstreicher]

Puh, vor solchen Anfragen habe ich immer ein bisschen Angst. Klar kann ich da draus ein Modell bauen und das mal durchlaufen lassen, sodass bunte Bildchen entstehen. Aber... definiere "ausreichend" Steifigkeit? Hinzu kommt, dass das eine einzelne, für sich stehende Analyse wäre, ohne jegliche Validierung. Da können die Ergebnisse gut und gerne mal im zweistelligen Prozentbereich daneben liegen, je nachdem wie ich modelliere. Da gibt es zu viele Freiheitsgrade... Um ein Paar zu nennen: Ich kann die Rohre als Balken, Schalen oder als Solids modellieren, viereckige oder dreieckige Elementtypen nehmen, linearen oder quadratischen Lösungsansatz, es gibt gefühlt 1000 verschiedene Umsetzungen von Schweissnähten mit Balkenelementen, Schalenelementen, Solid-Elementen, mit Berücksichtigung der Wärmeeinflusszone und ohne...

Ohne eine Validierung ist das Kaffeesatzleserei. Wenn man gleiche oder ähnliche Bauteile andauernd analysiert (zB eine Motorhaube von irgendeinem Auto) dann hat man dafür Modellierungsvorschriften, bei denen man weiss, wie hoch der Konfidenzintervall ist. Das haben wir nicht, also würde ich hier jegliche Analysen gerne auf einen qualitativen Vergleich beschränken (also zwei varianten modellieren und dann sagen, welche besser ist)

Als Illustration hier mal dargestellt ein Biegebalken, einmal mit linearen Tetraedern und einmal mit Hexaedern vernetzt. Gleiches Bauteil, gleiche Last, unterschiedliche Elementart, 10% Unterschied in der Maximalspannung. Wenn ich will, kann ich das noch weiter verzerren...

Zum Real-Life-Setup und für typische Werte an Hardtail-Rahmen schau dir mal in die Diss von Peter Wiesingeran , Kapitel 4.3:
http://publications.rwth-aachen.de/record/57226/files/Wiesinger_Peter.pdf (Der zitiert allerdings auch nur das Rad-Magazin von 1994! )
Dabei kommen so 75 bis 100 Nm/° "Tretlagersteifigkeit" raus, wohlgemerkt am Hardtail. Am Fully wird man das kaum erreichen - Referenzwerte findet man in den Bike-Bravos. Selbst eine Annäherung mit 20% Fehler zum Realwert fände ich schon sehr hilfreich, nur um abzuschätzen ob "gut", "schlecht", oder "muss man eventuell nochmal anschaun". Und klar, dafür brauchst du eine exakte Geometrie mit Rohrdicken etc. Und Steckachse nicht vergessen!

Ich hab leider keine Ahnung, wieviel Aufwand das ist. Sonst könntest auch spasseshalber mal das von django propagierte X oder ein Schutzblech einziehen, um Aussagen zu bekommen, wieviel mehr die an Steifigkeit bringen könnten.

 

[jan84]

Man könnte auch numerisch ne Modalanalyse machen und sich einfach die Torsionseigenfrequenz angucken.

*duckundweg*, oder

[...]Der böse Konjunktiv sucht immer Freiwillige

 

[nuts]

die ganze Diskussion hat mich zu eine Idee gebracht. Könnte man nicht innerhalb der Dämpferverlängerung, einen zweiten "U" konstruieren, und dieses an die (Dämpfer)Streben festschrauben. Es wäre zumindest Optisch nicht wirklich wahrnehmbar, ob es die Steifigkeit etwas beiträgt überlasse ich die Specialisten ;-)

Ja, theoretisch könnte man ein zweites U da reinschrauben - eine geschweißte Verbindung ist aber steifer / leichter. Aber im Grunde ist ja die Versteifung, wie sie jetzt gezeichnet ist, ein (etwas gedelltes) U von linker zu rechter Seite, nur das es auch nochmal eines nach unten gibt

 

[dopero]

Na dann Freiwillige vor! Der böse Konjunktiv sucht immer Freiwillige

Ich habe leider nur in der Firma Zugang zum FEM System und den erforderlichen Rechnern. Private Sachen da einzuschieben ist bei mir leider nicht möglich.

 

[Stefan.Stark]

@Stefan.Stark

Moin Moin,

sehr schöner Entwurf. Danke dafür.
Aber....
Die zwei Varianten des "Sitzrohrgusset" gefallen mir nicht wirklich.
Keine Ahnung wieviel Arbeit das macht, aber kannst Du mal wenn es
zeitlich paßt, eine Version zeichnen bei der die obere Anbindung bleibt
und die untere so liegt das die gedachte Verlängerung des Rohres
durch die vordere Dämpferbefestigungsschraube läuft.

Gruß
Marc

Hi marc,

das würde so aussehen:

Greez,
Stefan

 

[kasimir2]

Danke Stefan!

So dürft Ihr das bauen ;-)

Gruß
Marc

 

[-N0bodY-]

Jetzt nochmal zum Verständniss, ist es wirklich einfacher, kostengünstiger und leichter ein Unterrohr aus drei Teilen zusammenzu braten (Rohr, Gusset oben und Abdeckplatte unten) als ein bestehendes Rohr mit passender Form zu nehmen? Nur weil hier welche nach nem "geraden" Rohr schreien? Will mir irgendwie nich in Kopp.

 

[luniz]

Kommt halt auf die Stückzahl an, irgendwo gibt's einen break even ;-)

 

[bsg]

Was ist denn leichter - Hängebauch oder Abdeckplatte?

 

[Stefan.Stark]

Jetzt nochmal zum Verständniss, ist es wirklich einfacher, kostengünstiger und leichter ein Unterrohr aus drei Teilen zusammenzu braten (Rohr, Gusset oben und Abdeckplatte unten) als ein bestehendes Rohr mit passender Form zu nehmen? Nur weil hier welche nach nem "geraden" Rohr schreien? Will mir irgendwie nich in Kopp.

Unter der Voraussetzung, dass es ein passendes, ausgeformtes Rohr schon gibt, dürfte es preislich keinen großen Unterschied machen. Ein konifiziertes Rundrohr ist deutlich günstiger als ein konifiziertes hydroforming Rohr. Das Gusset und die Abdeckplatte sind einfachste Laser-/Wasserschnittteile.

Letztendlich geht es darum, was besser gefällt... ich finde das 50er Unterrrohr eleganter, aber darüber sind wir noch nicht mal im Team einer Meinung. Evtl. gibts dazu noch ne Abstimmung.

 

[-N0bodY-]

Naja wo liegt denn der Gewichts unterschied zwischen dem was du jetzt verwendet hast und dem der Fanes? nur so als Anhaltspunkt?