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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Berechnungsgrundlagen



Merlin
23.01.2010, 22:19
Nabend,

ich versuche gerede mittels CAD-Programm Festigkeitsberechnungen an Fahhradteilen zu machen.
Allerdings fehlen mir die einigermassen genauen Daten, welchen Belastungen die einzelnen Teile (Rahmen, Gabel, Komponennten etc.) in etwa ausgesetzt sind. Es gibt doch sicher irgend welche Vorschriften, was so Fahrradteile aushalten müssen.
Oder hat jemand per Zufall gerade irgend welche Messungen zu Hand?

Mr.Hyde
23.01.2010, 22:26
Kannst das ja mal überschlägig mit einem Dynamikprogramm ausrechnen. Teilweise haben auch Hersteller brauchbare Lastkollektive online, siehe Syntace. Von Efbe und den EN-Normen halte ich nicht so viel, nicht übermäßig Praxisnah.

Merlin
23.01.2010, 22:38
Teilweise haben auch Hersteller brauchbare Lastkollektive online, siehe Syntace.

Danke für den Tip. Syntace arbeiten nicht gerade in dem Bereich, der für mich interessant ist. Dafür habe ich bei THM etwas gefungen.
Dort wird ein Wert der Bremssteiffigkeit von 89N/mm angegeben.
Mal schauen ob sich daraus was machen lässt.

cyclics
23.01.2010, 23:06
Grosses Lob dafür dass du dir die Mühe machst realistische Lastfälle zu suchen bzw. realistische Lastannahmen machen wirst.
Das lässt vermuten dass du bereits ebenso die Geometrie und evtl. Nähte, Muffen oder (was wahrscheinlicher 'aussieht') den Faser-Lagenaufbau ins CAD gezeichnet hast.
Ich bin auf solidworkx beschränkt/begrenzt - hätte auch noch einiges was ich gerne per FEM etwas genauer anschauen möchte. bitte PN bei Interesse. evtl. könnten wir DA (was) draus machen.

Matt_8
23.01.2010, 23:17
Mit FEM (auch nichtlinear) kann ich dienen.

Wenn ich entsprechende Daten bekomme (Geometrie, Materialdaten, Lasten & Randbedingungen) kann ich gerne eine Berechnung durchführen.

Mr.Hyde
24.01.2010, 00:21
Auch dynamische Lasten (nicht so wichtig, geht zur Not auch über ein bisschen Strukturdynamik und Simulink) und wechselnde Materialeigenschaften innerhalb des Bauteils?

Matt_8
24.01.2010, 00:57
Jupp. Abaqus. Das Programm dürfte alles können was notwendig ist (und noch viel mehr). Die Frage ist nur, ob man alle notwendigen Informationen als Input hat.

Mr.Hyde
24.01.2010, 01:01
Klingt nicht verkehrt! Für Abaqus hat unser KLuB eine Subroutine zur Festigkeitsanalyse von Laminaten erstellt, vllt. ist's interessant für Dich: http://www.klub.tu-darmstadt.de/forschungsbericht/downloads_3/downloads_3.de.jsp

Bursar
24.01.2010, 09:58
Und immer schön die Berechnungen mit den Möglichkeiten und Ergebnissen eurer Fertigungsmethoden abgleichen.
Also nicht erst berechnen und dann bauen sondern erst Versuchsteile bauen und bemessen und auf diesen Grundlagen dann das FEM Modell erstellen.

luftschwimmer
24.01.2010, 10:38
Nabend,

ich versuche gerede mittels CAD-Programm Festigkeitsberechnungen an Fahhradteilen zu machen.
Allerdings fehlen mir die einigermassen genauen Daten, welchen Belastungen die einzelnen Teile (Rahmen, Gabel, Komponennten etc.) in etwa ausgesetzt sind. Es gibt doch sicher irgend welche Vorschriften, was so Fahrradteile aushalten müssen.
Oder hat jemand per Zufall gerade irgend welche Messungen zu Hand?

Hallo,
vorschriften ? beim fahrrad? wo denkst du hin? sowas wäre mir )nach 25 jahren radsport und fahrradverkäufer neu). es gibt ja nicht mal eine mindesthöhe im strassenverkehr für fahrräder.

Mr.Hyde
24.01.2010, 11:42
Und immer schön die Berechnungen mit den Möglichkeiten und Ergebnissen eurer Fertigungsmethoden abgleichen.
Also nicht erst berechnen und dann bauen sondern erst Versuchsteile bauen und bemessen und auf diesen Grundlagen dann das FEM Modell erstellen.

Stimmt prinzipiell schon, aber man hat so selten Zugriff auf entsprechende Messtechnik, abgesehen von der Steifigkeit, die kann man ja nach Zedler'schen Methoden messen.
Man kann ja auch einfach, wenns nur mäßig wichtig ist, mit großen Sicherheiten rechnen. Wenn ich nach Katalogwerten auslege, dann reicht halt vielleicht nicht die 1,2, dann ist 1,5 vielleicht besser :ä.

Bursar
24.01.2010, 11:53
Ich meinte erstmal so einfache Dinge wie Laminatwandstärken, Kleberfestigkeiten und Faserverzug.
Ob die Herstellerangaben mit dem übereinstimmen, was ihr mit euren Möglichkeiten rausbringt.
Wenn ihr in FEM eine Schichtdicke von 0,2mm eingebt und die in Wirklichkeit 0,3mm hat.

Ich glaube, du hattest mal Fotos von Rohren gezeigt, die du mit Schlauchblasverfahren hergestellt hast und auf denen ein irrsinniger Faserverzug zu sehen war. Da nützt die ganze Berechnung nichts, wenn das Bauteil dann so aussieht.

Merlin
25.01.2010, 18:39
Sodele, ich habe mal versucht etwas rum zu rechnen.
Aber erst mal einige Erklährungen. Ich benutze derzeit nur die integrierten Berechnungstool von SolidWorks. Das klingt erst mal nach wenig, aber ich bin der Meinung, das ich damit schon vieles erreichen lässt.
Es ist für den Hausgebrauch sowieso unmöglich, CFK Teile 100%ig zu berechen. Da ist eine gute Mischung von Erfahrung, gesundem Menschenverstand, Versuchsreihen und Berechnungen der bessere Weg.
Mit meinen momentanen Möglichkeiten (SolidWorks) lässt sich anhand der Spannungs- und Veschiebungsverteilung aber abschätzen wo Bauteile verstärkt werden müssen oder wie sie sich bei unterschiedliche Formgebungen (zb. mit oder ohne Rippen) und gleicher Belastung verhalten.
Aber es sind ja nicht längst alle Fahhradteile aus Plastik.
So würde es mich reizen, mal zu sehen was bei Alubremsen noch so möglich ist. Aber dazu fehlen mir die nötigen Daten.

Mr.Hyde
25.01.2010, 20:24
Ich meinte erstmal so einfache Dinge wie Laminatwandstärken, Kleberfestigkeiten und Faserverzug.
Ob die Herstellerangaben mit dem übereinstimmen, was ihr mit euren Möglichkeiten rausbringt.
Wenn ihr in FEM eine Schichtdicke von 0,2mm eingebt und die in Wirklichkeit 0,3mm hat.

Naja, Katalogwerte der Herstellerangaben wird man wohl nie hinbekommen, und wenn Druckfestigkeiten gefragt sind, kommt man sowieso nicht um Versuche herum. Was die 0,2 anstatt der 0,3mm angeht, wenn die Differenz nur Harz ist, macht das nicht so viel aus, außer dass der Rahmen schwerer wird. Die Fasern dominieren die Eigenschaften des Laminates, und wenn die Fasermenge und -richtung gleich ist, ändert sich mit 0,2 zu 0,3mm nicht so viel.



Ich glaube, du hattest mal Fotos von Rohren gezeigt, die du mit Schlauchblasverfahren hergestellt hast und auf denen ein irrsinniger Faserverzug zu sehen war. Da nützt die ganze Berechnung nichts, wenn das Bauteil dann so aussieht.

Die Rohre waren eine Katastrophe :D. Den Rahmen habe ich auch nie beendet, aber inzwischen kann ich's besser mit den Rohren. Nur werden mir dauernd die Blasschläuche undicht :D.
Allgemein tolerabel sind aber Winkelabweichungen +-5°, engere Toleranzen sind selten nötig. Ausnahme tendenziell wieder druckbeanspruchte Fasern.



Es ist für den Hausgebrauch sowieso unmöglich, CFK Teile 100%ig zu berechen. Da ist eine gute Mischung von Erfahrung, gesundem Menschenverstand, Versuchsreihen und Berechnungen der bessere Weg.


Meine Meinung, mit einfachen FEM-Programmen und wenig vertieften Kenntnissen auf dem Gebiet kann man u.U. Anhaltspunkte finden, der Rest ist dann eben Ausprobieren, Nachdenken und dergleichen.

cyclics
26.01.2010, 20:48
da es dem TE ja speziell um Bremsen ging : schau mal bei www.M5-ligfiets.nl - ie haben neben den Liegerädern auch eine Alu-Bremse - die scheint doch ziemlich 'ausgereizt' (frästechnisch)...
Wenn du dieses Teil jetzt berechnen kannst. dann mal los.. bitte schön!