RBT hat geschrieben:
[...]
wenn man so am limit entlangentwickelt meints der dipl ing vlt auch mal zu gut und holt 3g irgendwo raus, wo sie hätten bleiben sollen. man muss sich nurma anschauen wie dünn die sattelstrebe an so nem 4-5 kg bike ist. wenn man nen cfk rahmen mit 7-10kg (komplett aufgebaut) entwickeln würde, wäre es vermutlich bombensicher und beschussfest ... [...]
Dem stimme ich vollends zu. Da das Gewicht inzwischen mit eines der
Hauptverkaufsargumente zu sein scheint und die Trophäe für den leichtesten
Rahmen viel Aufmerksamkeit und Verkäufe zu garantieren scheint, würde
ich mich nicht ruhigen Gewissens an meine (bescheidenen) Leistungsgrenzen
auf einem solchen Rahmen trauen.
Bei der Diskussion wird immer wieder die Steifigkeit und Festigkeit in einen
Topf. Das führt schnell zu verschwommenen und falschen Aussagen.
Die Steifigkeit beschreibt, wie viel sich ein Teil unter einer bestimmten Last
verformt. Für einen einseitig eingespannten Balken ist die Durchbiegung am
Ende ein Maß für die Steifigkeit. Sie wird maßgeblich über den so genannten
E-Modul des Werkstoffs bestimmt. Er gibt genau das Verhältnis von den
Spannungen zu den Dehnungen bei Belastung an. Kohlefaser hat einen ungefähr
doppelt so hohen E-Modul wie Aluminium.
Wenn man ein Bauteil immer weiter belastet, tritt ab einem bestimmten Punkt
die Dehngrenze überschritten. Ab diesem Punkt wird das Bauteil plastisch verformt.
Wird die Last weiter gesteigert, versagt das Bauteil- die Festigkeitsgrenze ist dann
überschritten. Das hat dann direkt nichts mit der zuvor beschriebenen Steifigkeit
zu tun.
Kurz, die Steifigkeit beschreibt das Verhalten des Werkstoffs unter Last, die Festigkeit
die maximal aufnehmbare Last.
In allen oben besprochenen Fällen, in denen Bauteile versagt haben, liegt also ein
Festikeits- und kein Steifigkeitsproblem vor.
Eine sehr problematische Eigenschaft von Carbon ist die geringe Bruchdehnung. Sie
beschreibt die maximale Verformung, die der Werkstoff erträgt, bevor er bricht.
Bei CFK liegt diese bei ca. 1,5%. Das ist im Vergleich zu Metallen, die eine Bruch-
dehnung von bis zu einer Größenordnung größer aufweisen, sehr wenig und äußert
sich im augenscheinlich spontanen Versagen der Bauteile. Verwendete Lacke und
Anstriche müssen eine geringere Dehngrenze aufweisen, damit sie sicher Bereiche
größerer plastischer Verformungen durch Risse anzeigen können, bevor das Bauteil
versagt.