Hej Benjamin, det är ingen som skrattar... men jag försöker mig på en utläggning om det hela, vi får väl se om du orkar läsa och det gör saker klarare eller bara ännu dunklare
Det du kallar stelhet kallas i facktermer styvhet. Styvheten är enkelt uttryckt ett mått på hur mycket ett likformigt stycke av ett material deformeras av en given kraft.
Tex. om du drar i en stav av aluminium med en viss tvärsnittsarea och längd med en kraft och den dras ut 1mm och du sedan drar i en likadant utformat stålstav med samma kraft så kommer den enbart att förlängas ca 1/3mm
Detta beror på att stål är ca tre ggr styvare än aluminium. Styvheten på ett material brukar beskrivas med något som kallas för elasticitetsmodul. Det är en konstant (vid linjär elasticitet) som anger förhållandet mellan töjning och spänning i en given tex dragprovstav.
Spänningen beskriver hur påkänt tex en provstav med konstant tvärsnitt är som kvoten mellan den pålagda kraften och tvärsnittsarean. Töjningen är kvoten mellan förlängningen och den ursprungliga längden his provstaven. Sedan rör sig ingenjörer gärna med något som kallas för sann töjning men det lämnar vi därhän.
Kort och gott hur "stelt" (styvt) ett material är bestäms av dess elasticitetsmodul. Den mäts i Pascal. Ett högt värde anger ett styvt material.
typiska värden för metalliska material är:
titan: 108GPa
stål: 210Gpa
aluminium: 70Gpa
Dvs. stål är styvast ca dubbelt så styvt som titan och tre gånger styvare än aluminium.
Vad innebär då detta praktiskt? Jo av tre ramar i exakt samma geometriska utförande kommer den i stål att vara tre gånger styvare än den i aluminium och dubbelt så styv som den i titan eftersom styvheten för hela ramen är proportionerlig mot styvheten i materialet.
Varför görs då inte alla ramar i stål? Det finns ju också vikten att ta hänsyn till. Densiteten för de olika materialen är:
titan: 4400kg/m^3 (om jag minns rätt, inga tabeller hemma)
stål: 7800kg/m^3
aluminium: 2600kg/m^3
Dvs styvhet per viktenhet väger rätt så jämt för stål samtliga dessa material:
stål: (210*10^9)/7800=26.92*10^6
titan: (108*10^9)/4400=24.54*10^6
aluminium: (70*10^9)/2600=26.92*10^6
Som synes så är kvoten styvhet / densitet en rätt så "jämn" match mellan dessa populära rammterial.
Slagtålighet? Tja det är enkelt att bara titta på sträckgränsen som enkelt uttryckt är den uppnådda spänning då materialet inte fjädrar tillbaks fullständigt längre. Dvs det blir en liten kvarstående deformation. Den matchen vinner titanet med mycket höga värden reda ni enkla legeringar även om stål kan ha MYCKET höga värden. Som jag skrivit tidigare så är värdena ca: stål 300-400MPa men det finns över 1000MPa men de används nog inte till cyklar, titan lätt 800-1000MPa, Aluminium när det är riktigt fint 300-400MPa.
Mer då? det finns såklart det här med komforten också. Man vill ju gärna hävda att materialdämpningen är av avgörande betydelse för just komforten. Det finn skillnader i materialdämpning mellan dessa.
Titan: kan jag inte minnas på rak arm men den är nog högre än för stål
Stål: varierar mycket beroende på legering men 1-2% är inte ovanligt
Aluminium: varierar mycket men ca 0.1%
Ingenjörstumregler som är allmänna säger att materialdämpningar som är under 0.1% kommer att vara helt underordnade i en större struktur. Det drunknar i all annan dämpning i fogar mm.
Jag personligen är övertygad att det finns skillnader i materialen MEN dämpningen som uppstår i skruvförbanden, sadelstolpsinfästningar och framförallt DÄCKEN är helt dominerande. Mitt bästa tips för att slippa brus i fingrarna på din landsvägshoj: Sänk däckstrycket bara aningens, det kommer inte att påverka ditt rullmotstånd nämnvärt men det kommer att dämpa ut en massa oönskade vibrationer.
Slutligen, jag skulle INTE tveka en sekund att köpa en titanram OM jag hade pengarna. Det är ett vackert material med mycket trevliga egenskaper. Om det är värt pengarna? Det vete fanken det kan jag inte bedöma – det är upp till individen.