Lopuksi vielä ajatus tai pari alumiinin käytöstä.
Suurin osa teistä rakentelee fillareita teräksestä ja ainakin niillä jotka ovat tehneet useita on jonkinlainen kokemusperäinen näkemys millaisia rakenteiden mittoja eri paikoissa tarvii käyttää, jotta osat eivät tipu baanalle. Melko vähän on kertomuksia pettäneistä rakenteista sanoisin jopa yllättävän vähän.
Alumiinin käyttö lienee siinä mielessä hankalampaa että useiden aluseosten lujuusominaisuudet romahtavat hitsauksen alueilla. Hitsisaumojen alueille tulee usein rakenteissa suuria jännityksiä. Lisäksi näitä seoksia on muutama kymmenen erilaista ja niiden saatavuus on huonompaa kuin Fe 37, ainakin pienissä erissä. Myöskään aihepiirin osaamista ei opeteta ”kansakoulussa”, harvassa tuntuvat olevan henkilöt jotka näistä asioista tietävät.
Kun rupesin V1:stä ”suunnittelemaan” käytin simppeliä staattista FE-analyysiä rungon rakenteiden vertailuun ja kehittämiseen. Käytin solidimallia, eli putket olivat 3-dimensioisia ja liitoksissa ideaalisesti jatkuvat putkien muodot. Hitsisaumoja ei malleissa siis ollut, ovat nääs aika työläitä tehdä. Runkoon kohdistin pystysuoraan voimia, jotka yhteensä vastasivat kuskin painoa. Kiekkojen kiinnityskohtiin laitoin reunaehdot, jotka pääsääntöisesti estivät siirtymät pystysuunnassa. Malleilla laskin rakenteen jännitykset ja rungon maksimi siirtymän alaspäin. Koska oikeista herätteistä ei ole oikein havaintoja niin ”arvasin” että varmuuskerroin 5 … 10 riittäisi. Siis ”aluseoksen sallitut jännitykset jaettuna lasketulla maksimijännityksellä” = 5 … 10. Kun tähän vielä lisätään hitsisaumojen putken seinämää suuremmat dimensiot ja jouhevammat muodot, niin varmuuskerroin lienee suurempi (kts. kuvat). Eli summa summarum hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn tarve on ilmeinen kun tehdään rakenteita joiden varmuuskertoimet ovat luokkaa 2 tms.
Koska alumiinin kimmomoduuli on luokkaa kolmasosa teräksen vastaavasta niin alurakenteista tulee usein "lihotettuja" teräsrakenteisiin verrattuna. Suurin etu alumiinin käytössä on mielestäni se että siitä on melko helppoa tehdä hieman kevyempiä rakenteita. Jos tällaista tarvetta ei ole niin teräksen käyttö on mielestäni moneltakin kannalta tarkasteltuna helpompaa ja halvempaa.
Lisäys:
Siihen kuinka paljon painoa saa alumiinin käytöllä pudotettua ei ole yksikäsitteistä vastausta. Periaatteessa teräksestä ja alumiinista saanee rakennettua lähes samanpainoiset kikkareet.
Jos tehdään karkea tarkastelu jossain ehdotetun halk. 50 mm ja seinämä 1.5 mm teräsputken ja näissä käytetyn tasakylkisen ovaaliputken avulla (olettamalla kaikkien rungon muiden putkien massasuhteet samoiksi) saadaan punnitun alurungon massan avulla painoeroksi 1.6 kg, eli 3.6 ja 5.2 kg. Jos kaikissa muissakin rakenteissa käytetään alumiinia (samalla massasuhteella) niin ero kasvaa selvästi. Usein saattaa olla että näissä muissa fillarin rakenteissa teräsosat ovat suhteessa paksumpaa materiaalia, jolloin pahimmillaan alumiini osat ovat 3 x kevyempiä.
Kuvissa malli ja oikea rakenne ... ajatuksena demota hitsisauman tuomaa "lisävarmuutta" mallin antamiin tuloksiin.
KPS
