Сколько лет алюминиевая рама длится в туристическом велосипеде?

Как долго длится алюминиевая рама в туристическом велосипеде?

[Удалены дополнительные вопросы, чтобы быть ясным.]

Фон

До сих пор я предпочитал алюминий по сравнению со сталью по многим причинам, но если сталь прослужит значительно дольше, для моего следующего туристического велосипеда я пойду на сталь.

У моего Cannondale Badboy 2004 есть трещина в алюминиевой раме. Я был удивлен этим, я думал, что мой велосипед прослужит 20+ лет легко. В мастерской сказали, что это качественная, прочная рама, но через 10 лет алюминиевые рамы могут устать. Особенно, если я использую свой велосипед как зимой, так и летом, так как тепло меняется быстрее. Говорят, что это можно сварить, что будет стоить значительно дешевле, чем новая рама (если она есть), но я должен быть готов к появлению других трещин. В мастерской работает сварщик, специализирующийся на сварке и ремонте рамы велосипеда.

Я также нашел научную статью на эту тему. Если у кого-то есть доступ к ScienceDirect ( Цицерон и др. (2011): анализ причин появления трещин в раме велосипеда из алюминиевого сплава ), меня бы заинтересовали выводы.

Мне интересны велосипеды, а не дорожные, городские и т. Д.

Я рад обновить / уточнить мой вопрос, если это необходимо, сделать комментарий.

Темы, которые я исследовал:

2. Техническое обслуживание на алюминиевой раме
3. Какой тип рамы лучше подходит для туристического велосипеда, из стали или алюминия?
4. Можно ли починить вмятину на алюминиевой раме?
5. Каковы плюсы и минусы между алюминиевой и карбоновой рамой?
6. Актуален ли крутящий момент для стали / алюминия? Где я могу найти характеристики крутящего момента?
7. не стальные рамы и долговечность
8. http://forums.mtbr.com/frame-building/aluminum-welding-cracked-frame-134600.html
9. http://singletrackworld.com/forum/topic/repairing-a-cracked-frame

Трещина в алюминиевой раме рядом с задним топором (велосипед перевернут):

Есть много вопросов, поэтому я остановлюсь на том, что в названии.

Сколько лет нынешняя алюминиевая рама прослужит туристическому байку?

Смотря как:

• Не знаю , что алюминиевая рама
  Конструкция является большим фактором , чем материал
• Не знаю, использование
  Использование является более важным фактором, чем материал
• Не знаю , как вы собираетесь ухаживать за велосипедом
  Уход / обслуживание больше , чем коэффициент материала

Алюминий не изменился за 10 лет

Все, что мы знаем, это ваш последний алюминиевый, высококачественный, прочный каркасный велосипед, прослуживший около 10 лет

Лучшее предположение - ваш следующий алюминиевый, качественный, прочный каркас также прослужит 10 лет.
Действительно, это лучшее предположение

Это так же неопределенно, как долго прослужит мне нынешняя пара кроссовок?
И лучшая догадка о том, как долго продлится моя следующая пара кроссовок, - как долго длилась моя последняя пара.

Алюминий усталости и стали не утомляет. Как указано в комментарии, сталь делает усталость - ну, не всегда. Мягкая сталь обычно не допускает роста усталостной трещины, если приложенные напряжения ниже примерно 10% прочности материала. Материалы, такие как алюминиевые сплавы, не имеют такого предела усталости. Если применяется циклическая нагрузка, алюминиевые сплавы всегда будут утомляться. Для такой же прочности стальной велосипед, как правило, будет тяжелее алюминия. Но вы получаете велосипед, который гораздо менее подвержен усталости. Со сталью вы также получаете велосипед, который выдержит воздействие вмятины и не повлияет на прочность конструкции в такой степени, как алюминий. Не совсем то же самое, но на молекулярном уровне они связаны. Каркасные материалы

Нашел цитируемый номер. Просто потому, что это было в Интернете, это не правильно, но вот 5-10 лет цитата.
Рама велосипеда: алюминий Сталь

Алюминиевые рамы обладают самой короткой усталостной долговечностью из любого материала, используемого для изготовления велосипедных рам. Типичная алюминиевая рама имеет срок службы от 5 до 10 лет. Усталостный срок службы стали значительно дольше, но материал требует большего ухода. Для предотвращения образования ржавчины стальные рамы необходимо регулярно чистить и полировать и периодически покрывать антикоррозийным покрытием на внутренней стороне рамы.

Если вы скидываете сталь, потому что она будет ржаветь, значит, вы не заботитесь о велосипеде должным образом Правильно сохраняемый и хранящийся стальной велосипед не должен ржаветь. И наверняка это не должно ржаветь в вашей жизни. Вы заявили, что велосипеды от вашей эры отцов длились 40-50 лет - почти наверняка это были стальные велосипеды.

Если вы хотите избавиться от усталости и ржавчины, приобретите титан.

Я исследовал больше по этой теме.

Короткий ответ: алюминиевая рама может работать от пары лет до 50 лет / срок службы.

Длинный ответ:

• Основным фактором является усталость (не считая несчастных случаев): «Тенденция материала (металла) разрушаться при многократном циклическом нагружении при напряжении, значительно меньшем прочности на растяжение при статическом испытании».
• Признаком окончания срока службы алюминиевой конструкции является усталостная трещина, когда появляется первая трещина, вероятно, еще больше. Сваркой можно выиграть несколько лет, но в другом месте она, возможно, не получится. Регулярный осмотр необходим, чтобы избежать полного отказа.

Основные факторы усталости алюминиевой рамы:

1. Дизайн, производство, сварка, материал : определяющий фактор для 90% владельцев велосипедов, так как они не используют велосипед так часто, как устали бы от его использования. Мы, на этом форуме, вероятно, в других 10%.
2. Условия окружающей среды : физиологический, влажный, большие изменения температуры увеличиваются.
3. Использование (вес всадника, рельеф местности): более тяжелые всадники больше устают, а более продолжительное использование увеличивает вероятность значительного сбоя. Для активных пользователей, которые все равно покупают хорошие рамы и ухаживают за велосипедом, возможно, это ограничивающий фактор. Подсчитав, сколько км человек может проехать практически за год, это ограничивает срок службы кадра до 5-10 лет или максимум ~ 200 000 км.

Рекомендации по продлению срока службы алюминиевой рамы:

• Качественная конструкция-изготовление-сварка может значительно дольше сохраняться при одинаковых условиях, тратить деньги на хорошую раму.
• Беречь от условий окружающей среды, не оставлять на улице зимой, защищать от влаги, когда не используется.
• Ездить с меньшим весом.

Для меня практическое следствие, что подержанный велосипед с алюминиевой рамой является рискованным, требует тщательного осмотра рамы на предмет признаков и информации о том, сколько было использовано велосипеда, как он хранился.

Еще несколько интересных ресурсов:

1. Расчет усталости сварных велосипедных рам с использованием многоосного критерия (Practia Engineering, 2012)
2. Изготовление и Усталостное разрушение в Алюминии (Профессиональный Строитель Лодки, 06 2012)
3. Формирование усталостных трещин в монокристаллах алюминия (Acta Metallurgica, 1961)
4. Усталостное проектирование алюминиевых компонентов и конструкций (переплет, 1996)
5. Спортивные материалы: велосипедные рамы (Энциклопедия материалов: наука и техника, 2001)
6. Параметрический конечно-элементный анализ геометрии рамы велосипеда (Practia Engineering, 20114)
7. Что такое усталостная недостаточность и как ее избежать?

Критическим фактором в алюминиевых рамах является то, что практически все алюминиевые сплавы, которые пригодны для изготовления изделий, подвергаются «упрочнению при работе».

Это означает, что, поскольку кусок алюминия «зацикливается» в циклах снятия напряжения, алюминий имеет тенденцию становиться все более хрупким. Сталь не демонстрирует эту характеристику почти ни в одной степени.

Пример: несколько лет назад я был в походе. Когда я собирал свою палатку, на одном из многосегментных алюминиевых полюсов образовалась трещина в конце, где следующий полюс «вставляет». Перемещаясь вокруг, я собрал палатку в порядке, но на следующий вечер еще у нескольких столбов появились похожие трещины, и к концу поездки мне нужно было заменить весь комплект. В следующем году у другого туриста в группе была точно такая же проблема.

Эти трещины были вызваны не экстремальным стрессом, а просто «цикличностью» подъема и снятия палатки 50-60 раз. Алюминиевые рамы для велосипедов сделаны из более качественных сплавов и имеют более прочную конструкцию, но тот же механизм работает, и даже рама, которая не подвергается никаким экстремальным нагрузкам, будет становиться все более хрупкой по мере ее использования.

Я работал с кем-то, кто был дизайнером велосипедов в каннондейле несколько лет назад. Он сказал мне, что кадры были спроектированы так, чтобы их можно было загружать 1 000 000 раз по циклу до отказа. Таким образом, это означает, что рама может быть загружена до полного проектного напряжения миллион раз до выхода из строя.

Сварка треснутой рамы - ОЧЕНЬ плохая идея Алюминий подвергается термообработке. Сварка снимает термообработку и значительно снижает прочность материала. Для алюминия 7005 это означает, что растяжение от 41 000 фунтов на квадратный дюйм до 28 000 фунтов на квадратный дюйм. Это примерно на 30% снижение прочности.

Каркас этого велосипеда изготовлен из сплава Cannondale "Optimo". Это, как правило, легче и жестче, что обеспечивает более тонкую и более гибкую конструкцию рамы. Я слышал много людей с переломами Optimo, которые хотели бы вернуться к тому же самому после такой хорошей легкой езды ... Я не видел, например, трещин на раме Furio ... Его мощные и тяжелые трубки 6061-T6 надевают Гоночный мотоцикл, но чертовски жесткий и прочный каркас. Это только мой 2с на рассмотрение ....

Имея 6061 алюминиевую раму (гибридный велосипед Marin Larkspur) с пожизненной гарантией и получив не менее трех гарантийных сменных рам (каждый раз после примерно 15 км дорожных миль), все из-за труб, которые ломаются пополам из-за усталостного разрушения, я настоятельно рекомендую не пытаться ремонтировать алюминиевую раму. Если одна часть кадра находится в конце срока службы, то же самое относится и к остальной части кадра. Существует причина, по которой каждая критическая алюминиевая часть самолета заменяется после определенного количества летных часов, независимо от того, имеются ли на нем признаки износа, и причиной является усталость.