Festigkeit von Alu od. Stahlkonstruktionen berechnen

Hallo wieder.
Ich bin ja im Moment sehr davon angefixt meinen Trailer auf Alu umzubauen. Nicht gleich, aber in zwei oder vier Jahren wird das wohl fällig sein.

Nun stellt sich ja die Frage wie eine geschweisste Alukonstruktion aussehen müsste um die gleiche Festigkeit wie eine aus Stahl zu bekommen. Wie kann man z.B. einen Rohrrahmen aus Alu Vierkantrohr berechnen? Ich mein übern Daumen wäre das für mich einfach, aber ich bin halt unsicher.

Andere Hänger haben einfache Rechteckrahmen mit je vier Rohren längs und quer. Vierkantstahlrohe in den Dimensionen 50x50 bis 60x60 bei 2-3mm Wandstärke. Was wäre da in Alu wohl vergleichbar, ich denke das würde auf 70x70 bis 80x80 mit 3-4mm Wandung rausgehen?

Gibt es dafür vielleicht Software?? Für Linux wär natürlich am schönsten ne..aber das wär wohl ein Luxuswunsch. Bin da gerade recht ratlos wie ich das so anstellen kann das die Schlümpfe mir so einen Hänger abnehmen. Wobei die meisten gekauften Hänger mittlerweile recht..wie soll ich sagen.."einfach" gehalten sind..

Ja okay ich werde mal eine Skizze machen, vermutlich von Hand. Habe irgendwie nicht so die richtige Software um sowas zu machen.

Nuja, da ich ja Linux habe kann ich sowas nicht nutzen, meine Ketchup-Kenntnisse beschränken sich da eher auf Pommes und Currywurst. Ich könnte mich sicherlich in Software wie Salome und Medusa4 einarbeiten, aber das dauert so lang das ich dann schon alt und grau bin. Ich weiss nicht wann ich dazu wirklich mal zwei Wochen Zeit hätte.

Ich male dann demnächst mal.

Ich probier mal FreeCAD aus, vielleicht ist das ja einfacher zu lernen. Extra ein Programm kaufen tu ich ja nicht nur um mal einen Trailer zu bauen. Da kann ich mir ja gleich fertige Trailer kaufen.

Hab mir jetzt mal einen Trailer aus Stahlrohr 60x60x3 und zwei Sebdruckplatten als Fahrbahnen durchgerechnet. Da komm ich auf insgesamt 410,9kg Gesamtgewicht inklu Deichsel Kupplung usw. Das ist dann schon relativ leicht. Wenn ich die Wandstärke vom Rohr auf 2mm runternehme spar ich nochmal 70 Kilo, aber das ist glaub ich doch zuuu dünnwandig für einen Autotransporter mit 2 tonnen zulässigem Gesamtgewicht.

Aber eventuell würd es ja auch 60x40x3 tun, hochkant genommen sollte das nicht nennenswert weniger Stabilität haben oder? Würde 23kg sparen. LEider muss ich ja mit jedem Kilo rechnen da ich nur 1200kg ziehen darf. Ist nicht das optimale Auto für Anhängerbetrieb, aber da ich nur kleine Autos hole würds meistens so gerade reichen.

Joa, FreeCAD ist schön, einfach zu bedienen wenn man mit Koordinatensystemen zurechtkommt. Hab nur noch nicht rausgefunden wie man ein Koordinatenkreuz an den Nullpunkt bekommt. Das Koordinatensystem ist in der 3D-Ansicht drin, aber vielleicht kann man da gar kein zweites Koordinatensystem für das Bauteil erstellen?

Hab mal grob den Rahmen skizziert so als Test, auch ins DXF-Format exportiert. Ich kann damit auch FEM-Formate exportieren, aber ich weiss die Dateiendungen dafür nicht. Einfach *.fem ??
Wer mag kann ja mal ausprobieren ob die Zeichnung im DXF-Format irgendwie in ein FEM-Programm importiert werden kann?

Da ist im Programm auch ein Bereich "FEM", ich kann da ein "FEM-Netz erzeugen" ankliggn...aber dann scheints zu hängen.

Doa mal ein Bild und die Datei

rahmen.dxf

Ich hab auch etwas mehr Material als in Stahl angenommen. Zwar nicht Rohre in grösseren Abmessungen, aber 4 statt 3mm Wandstärke. Nach Fausregel wäre 5mm Wandstärke näherliegend. Naja aber ich weiss nicht..Damit würde der Rahmen nur 75kg statt 135 wiegen. Etwas mehr als die Hälfte.

590 Euro..in Aldiminium. Gegenüber etwa 240 Euro bis so gut wie nix in Stahl. Das spricht für Stahl oder? Da bekomm ich viel umsonst in der Firma was sonst im Schrott liegt und den Rest für den halben Preis.

Im Anhngerforum hat jemand einen Anhänger mit Drehschemel gebaut, also so LKW-mässig. der hat 3000kg zulässiges Gesamtgewicht und der Rahmen wiegt nur 140kg, Bei vergleichbaren Abmessungen. Vielleicht kann ich den Rahmen für meinen der nur 2 Tonnen haben wird noch irgendwie leichter bauen. Aber Vierkantrohr in 60x60x3 scheint mir eigentlich schon recht klein dimensioniert zu sein eigentlich.

Vielleicht kann ich auf 50x50x3 runter wenn ich dafür in der Mitte über den beiden Achsen mit Gussets arbeite um die Biegebelastung über diesen Punkt besser zu verteilen. Würde beim Rohr 23 Kilo sparen, aber plus etwa 5 Kilo für Verstärkungsblech. Schwere Frage...lohnt sichs wegen 18kg Ersparnis?

Na also ich werd jetzt in Stahl bauen. Da spricht einfach alles für. Die Beschaffung ist einfach und billig für mich und die Verarbeitung ist auch einfacher. Zudem relativiert sich die Gewichtsersparnis weil ich bei Alu schon deutlich Material drauflegen muss um die gleiche Stabilität zu haben wie in Stahl.

Nu hab ich mir heute überlegt das es vielleicht sinnvoll wäre die Querprofile etwas anders zu machen. Wenn ich sie gerade mache, so wie oben im Bild, wär es vielleicht sinnvoll die mittleren Querprofile zu versetzen so das sie nicht genau gegenüber den äusseren sind. Dadurch müssten sich Schwingungen eigentlich etwas besser verteilen und sich weniger von einer auf die andere Seite übertragen. So kommt dann nicht sofort der gesamte Rahmen in Schwingung.

Oder die Querprofile diagonal anordnen. Wäre auch eine Möglichkeit. Was meint ihr dazu?

Ziel wäre es ja den Rahmen selbst erstmal von 135 auf etwa 90-100 Kilo runterzukriegen. Ohne die Stabilität zu sehr in den Grenzbereich zu schieben. Letztendlich soll der Rahmen 2 Tonnen tragen, und das hauptsächlich über die Mitte weil da zwei Achsen sind und zum anderen ist die Belastung nicht statisch sondern ja dynamisch. Und die Last befindet sich ja eher zu den vier äusseren Ecken hin wo später die Räder vom Auto draufstehen.

Wie gesagt, das Rohr 60x60x3 habe ich nur per Augenmaß so angenommen.

Allet nicht so einfach