Speziell im Spitzensegment der Rennradgestelle ist zu erwarten, dass Aluminium sukzessive durch CFK ersetzt wird. Dank seiner speziellen Materialeigenschaften hat CFK das Potenzial zur Herstellung exzellenter Leichtbaustrukturen. Im Vergleich zu metallischem Material ermöglicht dieser Werkstoff erhebliche Verbesserungen in der Steifigkeit und Festigkeit, wenn das anistrope Verhalten richtig genutzt wird und sowohl die Konstruktion als auch der Fertigungsprozess den Anforderungen dieses Materials angepasst wird. Für die Entwicklung des F10 Rennradgestells wurden Finite-Elemente-Analysen durchgeführt, um die Konstruktion und Rahmengeometrie zu optimieren und sowohl in den Rohrquerschnitten als auch im Schichtaufbau eine maximale Steifigkeit bei minimalem Gewicht zu erzielen. Um die lokale Belastung und die Gesamtfestigkeit der Konstruktion zu testen, wurde ein Simulationstool zur Vorherbestimmung der Festigkeit von anisotropen, faserverstärkten Kunststoffen entwickelt, um anhand einer einzigen Schicht eine zuverlässige Fehleranalyse zu erstellen. Dieses Tool stellt die physikalischen Nicht-Linearitäten des Materials und die verschiedenen Versagensformen sowie die damit einhergehende Steifigkeitsdegradation dar. Mit einem STW-Wert von über 100 Nm/kg ist das F10 ein eindrucksvolles Beispiel für die Fähigkeiten von CFK.

    Especially in the high-end racing bike chassis sector, it can be expected that aluminum will continuously be substituted by CFRP. Due to their specific material properties CFRP offer the potential to produce excellent lightweight structures. Compared to metallic materials considerable improvements in stiffness and strength are possible if the anisotropic behaviour can be utilized and the design and the manufacturing technology are guided by the requirements associated with this material. To develop the F10 racing bike chassis finite element studies were carried out to design and optimize the frame geometry, the tube cross sections as well as the lay-up configurations aiming to provide maximum stiffness at minimum weight. To reliably predict the local stress effort as well as the overall strength of the design a single ply based strength prediction simulation tool for anisotropic fiber reinforced plastics was developed which models the physical non-linearities of the material as well as the various failure modes and the associated stiffness degradation effects. The capability of CFRP was impressively demonstrated in the F10 with an STW value of more than 100 Nm/kg.


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    Titel :

    CFK ersetzt Aluminium


    Weitere Titelangaben:

    CFRP substitute aluminum


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2007


    Format / Umfang :

    4 Seiten, 3 Bilder



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch , Englisch





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