Formel zur Berechnung der Torsionssteifigkeit ovaler Rohre?

[Dani]

Kennt irgendwer die Formel zum Berechnen der Torsionssteifigkeit eines ovalen / elliptischen Rohrs?

 

[Freaky-blue]

FEM auch ne Möglichkeit?

Alternativ hier ne Näherung, da die Wandstärke nicht konstant sein darf:
https://www.schweizer-fn.de/querschnitt/torsion/kreis/ellipsenring_tors_rech.php

Oder hier für den vollen Querschnitt einer Ellipse:

 

[Dani]

FEM auch ne Möglichkeit?

Alternativ hier ne Näherung, da die Wandstärke nicht konstant sein darf:
https://www.schweizer-fn.de/querschnitt/torsion/kreis/ellipsenring_tors_rech.php

Oder hier für den vollen Querschnitt einer Ellipse:
Anhang anzeigen 2042471

Klar geht das auch mit FEM, wenn jemand die Möglichkeit dazu hat. Mich interessiert der Unterschied der Torsionssteifigkeit eines runden Rohrs mit Durchmesser 38.0mm und 0.9mm Wandstärke verglichen mit demselben Rohr, das ovaliert wurde mit 33x43mm Durchmesser und derselben Wandstärke.

 

[Freaky-blue]

Mich interessiert der Unterschied der Torsionssteifigkeit eines runden Rohrs mit Durchmesser 38.0mm und 0.9mm Wandstärke verglichen mit demselben Rohr, das ovaliert wurde mit 33x43mm Durchmesser und derselben Wandstärke.

ca. 6,8% schlechter

Was magst denn machen?

 

[Dani]

ca. 6,8% schlechter

Anhang anzeigen 2042538

Anhang anzeigen 2042539

Was magst denn machen?

Danke sehr, das ging ja schnell...
Wir sind an einem Stahlrahmenprojekt, wo wir viele verschiedene Anforderungen unter einen Hut bringen möchten:

• Möglichst grosse Steifigkeit (Rahmen kann mit viel Gepäck hinten und vorne gefahren werden)
• genügend Platz im Rahmendreieck für zwei 0.8l Flaschen
• möglichst gute Überstandshöhe
• ohne unnötig viel Gewicht.
• optisch ansprechend

Ein querovales Unterrohr schafft mehr Platz für eine stehende 0.8 Liter Flasche, ist am Tretlager für die Seitensteifigkeit etwas besser und schafft einen schöneren Übergang zum tapered Steuerrohr, das unten einen ordentlichen Durchmesser hat. Bei torsionaler Belastung (Verwindung zwischen Steuerrohr und Sitzrohr) ist das ovale Rohr gegenüber dem runden im Nachteil, da wollte ich wissen, wieviel das ausmacht.
Es ist mir klar, dass das Rohr nicht einzig auf Torsion belastet ist und nur eine Fem Berechnung des gesamten Rahmendreiecks eine präzisere Angabe ermöglicht.
Wir könnten das Unterrohr auch nur im unteren Bereich ovalisieren, (dort, wo es am Tretlager angeschweisst wird und wo der Platz für die stehende Flasche relevant ist) in der Mitte rund lassen und für einen schöneren Übergang zum Steuerrohr nur dort wieder ovalisieren - ich müsste aber noch abklären, welchen Einfluss das auf die Werkzeugkosten hätte.

 

[dkc-live]

Z88 kannst du dir mal anschauen das ist eine kostenlose FEM software. Die benutze ich ganz gern für Überschlagsrechnung.