Moin Henry,- Dass CFK Konstruktionen gleiche Zugfestigkeiten wie Stahl haben können ist mir klar. Aber wie wirkt sich in der Biegung die schwächere Druckfestigkeit im Vergleich zu Stahl aus? Die Harzmatrix schafft das alleine?
nur zur Klarstellung: Diese Frage stellt auf die Biegefestigkeit ab, nicht auf die Biegesteifigkeit, richtig? Beides hat praktisch nichts miteinander zu tun. In Sachen Steifigkeit ist es den Kohlefasern nahezu egal, ob sie auf Zug oder Druck beansprucht werden. In Sachen Festigkeit hast Du natürlich recht, dass Kohle auf Druck weniger aushält als auf Zug. Ob die reduzierte Druckfestigkeit tatsächlich geringer ist als die von Stahl, kommt auf den Einzelfall an. Es können aber in Kohle durchaus Druckfestigkeiten erzielt werden, die so im Bereich von 750 N/mm² liegen. Das muss und kann die Harzmatrix nicht alleine schaffen. Ihre Aufgabe besteht darin, die (hoffentlich) geradlinig verlegten Fasern bei Druckbelastung an Ort und Stelle zu halten und am seitlichen Ausknicken zu hindern.
Nur hochfeste Stähle haben eine signifikant höhere Druckfestigkeit. So gesehen ist der Vergleich zwischen Stahl und Kohle eher unproblematissch.
Aber wie schon gesagt: Dies betrifft die Festigkeit, also die Frage ob und wann unser Schaft bricht. Hat nichts mit Steifikeit und Schwingverhalten zu tun.
Okay, neben den Eigenfrequenzen ist eigentlich nur noch die Materialdämpfung relevant. Die Materialdämpfung in CFK ist höher als in Stahl und im übrigen frequenzabhängig. Bei niedrigen Frequenzen wie die paar CPMs in Biege- und Torsionsrichtung eines Golfschlägers dürfte sie gering bis vernachlässigbar sein. Mit dem Ergebnis, das hier kaum Untersschiede feststellbar sein dürften.- Das die Frequenz von Masse zu Steifigkeit abängt ist natürlich richtig. Ich meinte aber leider das Schwingungsverhalten wie Amplitude, Attack und Decay und nicht die Höhe der Frequenz. Hier wird doch das Harz die Hauptrolle spielen?
Beim Schlag gegen den Ball oder in den Dreck werden aber auch sehr viel höherfrequente Oberschwingungen angeregt. Die werden im CFK ganz gut weggedämpft. Beim Stahl gehen sie nahezu ungefiltert durch in Hand, Unterarm und Gelenke. Das kann schon mal zum Tennisarm führen. In jedem Falle spürt man das.
LG,
Stefan