Ein Alurahmen bricht ohne Vorwarnung. Das kündigt sich nicht an und ist auch nicht durch oberflächliche Prüfung vorhersehbar. Die Risse, die man vielleicht vorher vorfinden könnte, sind unter dem Lack. Ein Stahlrahmen wird (meistens) vorher irgendwie weich. Gegenbeispiel ist der gebrochene Falter von emil...........
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Risse der Struktur werden nicht durch den Lack so kaschiert, daß diese nicht mehr sichtbar sind. Davon zu unterscheiden sind (oberflächliche) Risse nur im Lack, bei der die Struktur völlig unbeschädigt ist.
Mein gebrochener Falter ist IMHO kein Gegenbeispiel. Zunächst zu unterscheiden ist zwischem einem Gewaltbruch und einem Dauerbruch.
Ein Gewaltbruch heißt: Die Belastung ist so groß, daß an einer Stelle des tragenden Querschnitts die Zugfestigkeit (entspricht der Gleichmaßdehnung) erreicht wird, so daß sich der Querschnitt bei weiterer vorhandener Deformations-Energie einschnürt. Diese Einschnürung bewirkt eine Schwächung des Querschnnitt (die Fläche wird kleiner, bzw bei Biegung wird das Flächenträgheits-Moment kleiner, dadurch werden die vorhandenen Spannungen größer), das führt zu einer Iteration, die entweder ein Gleichgewicht erreicht oder zur Trennung der Struktur führt. Im Spannung-Dehnungs-Diagramm ist deshalb die Größe des Einschnür-Bereichs im Fall einer Überlastung ziemlich wichtig, damit der Querschnitt nicht abrupt durchbricht. Ein großer Einschnür-Bereich garantiert auch für Überlast eine Rest-Verformungsfähigkeit (Crash-Fall !). Bei einer Lenker Überbelastung ist das für die Gesundheit (Leben) des Radlers wesentlich. Es gibt dabei auch keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen einer Stahl- oder Aluminium-Legierung. Materialien wie Federstahl (Ausgenommen Edelstahl für Federn) werden als spröde bezeichnet, weil Zugfestigkeit und Bruch sehr nahe zusammen liegen. Ich habe vor einger Zeit das Auge am Ende einer Feder leicht nach zu biegen versucht , was mit einem Bruch geendet hat. Bei Stahl gibt es aber auch zähe (bildsame) Legierungen, die sich z.B. kalt biegen lassen (Z.B. für Gabeln oder Lenker). Was man dem Stahl zu billigen muß, soll der Alu-Legierung recht sein. Auch da gibt es spröde und zähe Legierungen. Der Unterschied zwischen St und Al liegt aber darin, daß gängiges Material wie St37 vs Al6061 etwa sowohl die doppelte Gleichmaß-Dehnung als auch die doppelte Einschnür-Dehnung hat. Das gewohnte ältere Material (St37) war also auf der "besseren" Seite als das neuere Al6061. Das führte zu den bekannten (unausrottbaren ?) Vorurteilen. Mit dem richtigen Material gibt es inzwischen auch Gabeln aus Al-Legierung und bei Lenkern ist St-Legierung nahezu ausgestorben. Das neue "Feindbild" ist da wohl der Verbund-Werkstoff CFK (Carbon-Faser-Kunststoff). Kein Wunder haben die Carbon Fasern nur eine Bruch-Dehnung von 2 % (Al6061 20 %; St37 30 %) Das sind nur Orientierungs-Werte. Genaue Werte können nur aus einem Datenblatt des Lieferanten entnommen werden. Hier ein Beispiel aus dem Internet:
https://th.bing.com/th/id/R.c8303a9...9mu/T54=&risl=&pid=ImgRaw&r=0&sres=1&sresct=1
Wie läuft der Vorgang nun bei einem Dauerbruch ab ? Der größte Unterschied besteht darin, daß bei einem Gewaltbruch die Deformation den plastischen Bereich (Überschreiten der Fließgrenze (Ersatzfließgrenze
Sigma 0.2) erreicht, während der Dauerbruch seinen Anfang im elastischen Bereich nimmt. Diese Belastungen führen in der Anrissvorstufe zu Störungen (Versetzungen) im Kristall-Aufbau, deren Auswirkung ein großer Unterschied zwischen der theoretischen und der tatsächlichen Festigkeit eines Kristalls bedeutet (Etwas vereinfacht dargestellt !) . Bei weiterer Belastung kommt es dann zur Rissbildung und Rissausbreitung.
Durch die Rissbildung und Rissausbreitung wird dann ähnlich wie bei dem Gewaltbruch der maßgebende Querschnitt so geschwächt, daß schlußendlich ein Bruch entsteht.
Nochmal das Bild vom Bruch meines Rahmens:
Man kann bei der elliptischen Schweißnaht 3 Bereiche unterscheiden:
1) Der Bereich (Links) des Schweißfehlers (keine Verbindung Rohr zur Gelenkplatte); hier dient die Schweißnaht nur der Tarnung des Fehlers.
2) Der Bereich (Rechts) der Einschnürung der Rohrdicke sowie 1. Restbruchbereich
3) Der Bereich zwischen 1) und 2), also 2 Teile (Oben und Unten ; 2.Restbruchbereich)
Der Bruch hat sich nach meiner Vermutung so entwickelt:
Mit der fehlenden Fläche links hat sich eine schiefe Biegung aus der Grundbelastung (Schwerkraft der Massen gegen den Boden) und wechselnder Seitenbelastung aus Fahrbahn-Unebenheiten gebildet, deren Seitenbelastung zur Enschnürung der Wanddicke des rechten Teil der Schweißnaht (Teil 2) geführt und schließlich zum Bruch dieses Teils (relativ glatt) geführt hat. Zuletzt hat die Schweißnaht nur noch über Bereich 3 eine Verbindung gehabt. Diese Verbindung war dann bei einem Stoß durch eine Radweg-Rampe dem Gewaltbruch ausgeliefert. Wie man anhand der Zacken ableiten kann, ging es da heftig zur Sache.
Natürlich wurde die Schweißnaht am ganzen Umfang erneuert.
MfG EmilEmil
).
) ein Steck-System entworfen. Das dient zugleich der Höhen-Verstellung. Wegen der Lagerung an zwei "Stationen" (Maschinen-Bauer(n) reden etwas unscharf von "Zwei-Punkt-Lagerung") ist der Lenker auch nicht der häufig an Falträdern übliche Wackelpudding.
