Quantos anos dura uma armação de alumínio em uma bicicleta de turismo?

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Quanto tempo dura uma armação de alumínio em uma bicicleta de turismo?

[Perguntas extras removidas para esclarecer.]

fundo

Até agora, eu preferia o alumínio versus o aço por várias razões, mas se o aço durar significativamente mais, na minha próxima bicicleta de turnê, optarei pelo aço.

Meu Cannondale Badboy 2004 tem uma rachadura na moldura de alumínio. Fiquei surpreso com isso, pensei que minha bicicleta duraria 20 anos ou mais facilmente. Na oficina, eles disseram que este é um quadro forte e de alta qualidade, mas depois de 10 anos os quadros de alumínio podem se cansar. Especialmente se eu usar minha bicicleta no inverno e no verão, pois a mudança de calor se torna alu mais rápida. Eles dizem que pode ser soldado, o que custará significativamente menos do que um novo quadro (se disponível), mas eu devo estar preparado para que outras rachaduras apareçam. A oficina contrata um soldador especializado em soldagem e reparo de quadros de bicicletas.

Eu também encontrei um artigo de pesquisa científica sobre esse tópico. Se alguém tiver acesso ao ScienceDirect ( Cicero et al. (2011): Análise das causas de rachaduras em um quadro de bicicleta de liga de alumínio ), eu estaria interessado nas conclusões.

Estou interessado em passear de bicicleta, não de estrada, de cidade, etc.

Fico feliz em atualizar / esclarecer minha pergunta, se necessário, fazer um comentário.

Tópicos que pesquisei:

  1. Manutenção em uma estrutura de alumínio
  2. Que tipo de armação é melhor para uma bicicleta de turismo, aço ou alumínio?
  3. É possível reparar um amassado em uma moldura de alumínio?
  4. Quais são os prós e os contras entre uma estrutura de alumínio e carbono?
  5. O torque é relevante para aço / alumínio? Onde encontro especificações de torque?
  6. estruturas em aço e longevidade
  7. http://forums.mtbr.com/frame-building/aluminum-welding-cracked-frame-134600.html
  8. http://singletrackworld.com/forum/topic/repairing-a-cracked-frame

Rachadura no quadro de alumínio perto do machado traseiro (a bicicleta está de cabeça para baixo): Rachadura perto do machado traseiro

repair frames touring touring-bikes olee22
fonte
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Depende da qualidade da construção do quadro. Depende das ligas e espessuras exatas e das práticas de construção. Depende de quanto você anda de bicicleta, sobre quais tipos de terreno e obstáculos. Duvido que exista uma resposta sólida além de tentar fazer uma pesquisa estatística em larga escala. Pessoalmente, eu me recuso a me preocupar com isso.
keshlam
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Sua bicicleta de alumínio rachou, mas você ainda prefere o alumínio porque é livre de corrosão e não precisa se preocupar em pintar. Se a corrosão e a tinta são a sua prioridade, então você deve comprar uma bicicleta de alumínio.
Paparazzo
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As bicicletas de alumínio enferrujam tanto quanto o aço. Ainda não vi uma estrutura de aço com nada além de ferrugem cosmética / de superfície antes que os componentes metálicos comuns às bicicletas de liga sejam recheados.
18118 mattnz #
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Em relação ao artigo de pesquisa que você encontrou, houve corrosão geral em todo o interior da estrutura, atribuída ao ambiente salino e úmido em que foi usada (em algum lugar da Espanha, presumivelmente). Há também rachaduras por corrosão sob estresse ( en.wikipedia.org/wiki/Stress_corrosion_cracking ) e evidências claras de fadiga. A liga Al é AA7005 e tem excesso de idade.
dr.blochwave
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@mattnz Nenhum alumínio não enferruja tanto quanto o aço. Você já viu ferrugem em uma lata de alumínio? O alumínio corrói, mas não enferruja. Ferrugem refere-se apenas à corrosão de ferro e aço. O alumínio corrói, mas não enferruja. No entanto, a corrosão do alumínio é o óxido de alumínio, um material muito duro que realmente protege o alumínio contra corrosão adicional. A corrosão por óxido de alumínio também se parece muito mais com o alumínio (de cor cinza acinzentado a branco pulverulento), portanto, não é tão fácil perceber como o ferro enferrujado.
Paparazzo

Respostas:

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Há muitas perguntas, então vou me concentrar na que está no título.

Quantos anos durará um quadro de alumínio atual de uma bicicleta de turismo?

Depende:

  • Não sei qual estrutura de alumínio A
    construção é um fator maior que o material
  • Não sabe o uso O
    uso é um fator maior que o material
  • Não sei como você vai cuidar da bicicleta O
    cuidado / manutenção é um fator maior que o material

O alumínio não mudou nos 10 anos

Tudo o que sabemos é sua última bicicleta de alumínio, de alta qualidade e estrutura durou cerca de 10 anos

O melhor palpite é que o seu próximo quadro de alumínio, de alta qualidade e forte também durará 10 anos.
Realmente esse é o melhor palpite

Isso é tão vago quanto tempo vai durar um par de tênis atual?
E o melhor palpite de quanto tempo meu próximo par de tênis vai durar é quanto tempo durou meu último par.

Fadigas de alumínio e aço não fatigam. Como afirmado em um comentário, o aço cansa - bem, nem sempre. O aço suave normalmente não admite crescimento de trinca por fadiga se as tensões aplicadas estiverem abaixo de cerca de 10% da resistência do material. Materiais, como ligas de alumínio, não têm esse limite de fadiga. Se uma carga cíclica é aplicada, as ligas de alumínio sempre se cansam. Para a mesma força, uma bicicleta de aço normalmente será mais pesada que o alumínio. Mas você adquire uma bicicleta muito menos suscetível à fadiga. Com o aço, você também adquire uma bicicleta que sofre uma picada e não compromete a resistência estrutural na medida do alumínio. Não é exatamente a mesma coisa, mas no nível molecular eles estão relacionados. Materiais da armação

Encontrou um número citado. Só porque estava na Internet, não está certo, mas aqui está uma cotação de 5 a 10 anos.
Quadro da bicicleta: alumínio vs. Aço

Os quadros de alumínio possuem a menor vida à fadiga de qualquer material usado para fabricar quadros de bicicletas. A estrutura de alumínio típica possui uma expectativa de vida de cinco a 10 anos. A vida à fadiga do aço é muito mais longa, mas o material requer mais manutenção. Para evitar a formação de ferrugem, as armações de aço devem ser limpas e polidas regularmente e periodicamente revestidas com batente de ferrugem no interior da armação.

Se você está descontando o aço porque ele enferruja, não está cuidando da bicicleta adequadamente. Uma bicicleta de aço mantida e armazenada adequadamente não deve enferrujar. E com certeza não deve enferrujar durante a sua vida. Você declarou que as bicicletas da era dos seus pais duravam de 40 a 50 anos - com certeza elas eram de aço.

Se você deseja fadiga e ferrugem, adquira titânio.

paparazzo
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Muito obrigado pelos pontos! Tirei as perguntas extras para ficar claro. Claro que as motos antigas do meu pai eram de aço.
olee22
+1 para titânio! Se não fosse tão caro e, portanto, inadequado para pendulares (por causa da necessidade de deixá-lo em público) ...
arne
O aço acaba por fadiga, apenas leva muito mais tempo. Sempre há uma troca em peso / durabilidade, independentemente do material.
Fred, o cão mágico das maravilhas
@FredtheMagicWonderDog Bem .... o aço macio normalmente não admite crescimento de trincas por fadiga se as tensões aplicadas estiverem abaixo de cerca de 10% da resistência do material.
Paparazzo
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Os conjuntos de tubos de bicicleta "de aço" de ponta não têm muito em comum com as ligas de aço típicas. Nos velhos tempos, quando o aço era a única opção, quadros rachados em motos de corrida de ponta eram comuns depois de 50-60K milhas.
Fred, o cão-maravilha mágico
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Eu pesquisei mais sobre este tópico.

A resposta curta é que uma estrutura de alumínio pode durar de alguns anos a 50 anos / vida útil.

A resposta longa é:

  • O principal fator é a fadiga (sem contar os acidentes): "A tendência de um material (metal) quebrar sob carga cíclica repetida a uma tensão consideravelmente menor que a resistência à tração em um teste estático".
  • O sinal do fim da vida útil de uma estrutura de alumínio é uma trinca por fadiga, quando a primeira trincheira aparecer, provavelmente mais virão. Pode-se ganhar alguns anos com a soldagem, mas provavelmente falhará em outro local. É necessária uma inspeção regular para evitar uma falha total.

Principais fatores na fadiga da estrutura de alumínio:

  1. Projeto, fabricação, soldagem, material : fator determinante para 90% dos proprietários de bicicletas, pois eles não usam a bicicleta tanto quanto a cansariam com o uso. Nós, neste fórum, provavelmente estamos nos outros 10%.
  2. Condições ambientais : salinas, úmidas, grandes mudanças de temperatura aumentam.
  3. Uso (peso do ciclista, terreno): ciclistas mais pesados ​​fatigam mais e mais uso ao longo do tempo aumenta a chance de falhar significativamente. Para usuários pesados, que compram bons quadros de qualquer maneira e cuidam da bicicleta, provavelmente esse é o fator limitante. Contando quantos quilômetros alguém pode praticamente percorrer por ano, isso limita a vida útil do quadro para 5 a 10 anos ou no máximo ~ 200.000 km.

Recomendações para prolongar a vida útil da estrutura de alumínio:

  • Projeto-fabricação-soldagem de alta qualidade pode durar significativamente mais tempo nas mesmas condições, gastar dinheiro em uma boa estrutura.
  • Proteger das condições ambientais, não sair de fora no inverno, proteger da umidade quando não estiver em uso.
  • Conduza com menos peso.

Uma consequência prática para mim é que uma bicicleta de quadro de alumínio em segunda mão é arriscada, precisa de uma inspeção cuidadosa do quadro em busca de sinais e informações sobre o quanto a bicicleta foi usada, como foi mantida.

Alguns recursos mais interessantes:

  1. Projeto de fadiga de quadros de bicicleta soldados usando um critério multiaxial (Procedia Engineering, 2012)
  2. Falha na fabricação e fadiga em alumínio (Professional Boat Builder, 06 2012)
  3. A formação de trincas por fadiga em cristais únicos de alumínio (Acta Metallurgica, 1961)
  4. Projeto de fadiga de componentes e estruturas de alumínio (capa dura, 1996)
  5. Materiais esportivos: quadros de bicicleta (Enciclopédia de materiais: Ciência e tecnologia, 2001)
  6. Análise paramétrica de elementos finitos de geometrias de estrutura de bicicleta (Procedia Engineering, 20114)
  7. O que é falha por fadiga e como pode ser evitada?
olee22
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O fator crítico sobre as armações de alumínio é que praticamente todas as ligas de alumínio que são boas para a construção de objetos estão sujeitas a "endurecimento do trabalho".

O que isso significa é que, como uma peça de alumínio é "ciclada" em ciclos de liberação de tensão, o alumínio tende a ficar cada vez mais quebradiço. O aço não exibe essa característica em nada próximo do mesmo grau.

Exemplo: vários anos atrás, eu estava acampando em uma turnê. Enquanto eu montava minha barraca, um dos postes de alumínio de vários segmentos desenvolveu uma rachadura no final, onde o próximo poste "se conecta". Mudando de idéia, montei a barraca bem, mas na noite seguinte vários outros postes desenvolveram rachaduras semelhantes e, no final da viagem, eu precisava substituir o conjunto inteiro. No ano seguinte, outro campista do grupo teve exatamente o mesmo problema.

Não foi o estresse extremo que causou essas rachaduras, mas simplesmente o "ciclismo" de montar a barraca e derrubá-la 50-60 vezes. As molduras para bicicletas de alumínio são feitas de ligas melhores e são mais pesadamente construídas, mas o mesmo mecanismo está em funcionamento, e mesmo uma moldura que não é submetida a nenhum estresse extremo fica cada vez mais quebradiça à medida que é usada.

Daniel R Hicks
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Trabalhei com alguém que era designer de bicicletas em Cannondale há alguns anos. Ele me disse que os quadros foram projetados para serem carregados em ciclo 1.000.000 de vezes antes da falha. Isso significa que o quadro pode ser carregado com o estresse total do projeto um milhão de vezes antes da falha.

Também soldar uma estrutura rachada é uma péssima idéia. O alumínio é tratado termicamente. A soldagem remove o tratamento térmico e reduz severamente a resistência do material. Para o alumínio 7005, isso significa passar de 41.000 psi à tração para 28.000 psi. Isso representa uma redução de 30% na força.

banzairx7
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Os ciclos de 1 milhão parecem muito, mas as pedaladas de 1 milhão são apenas ~ 5000 km, e 1 milhão de solavancos ao percorrer uma estrada de terra é mais como um décimo disso. As bicicletas também tendem a ter um pico muito maior do que a média da taxa de estresse do que, digamos, nos carros. A menos que você consiga relacionar esse número à expectativa de vida real, não acho relevante.
Moz
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[Citation Needed] mais isso só leva a "qual é o limite total de tensão de projeto" e que varia de acordo com o quadro.
Criggie
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O quadro desta bicicleta é a liga "Optimo" da Cannondale. Isso tende a ser mais leve e mais rígido, o que proporcionou a construção de estruturas mais fina e mais compatível possível. Eu ouvi muitas pessoas com fraturas Optimo, dispostas a voltar ao mesmo, desde que foi um passeio leve e agradável ... Eu não vi nenhuma estrutura Furio rachando, por exemplo ... Seus tubos 6061-T6 robustos e pesados faça uma bicicleta de corrida, mas um quadro rígido e duradouro. Estes são apenas meus 2c para consideração ....

toms
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Bem-vindo ao Bicycles @toms. Recomendamos que os novos membros façam o tour para fazer melhor uso deste site e, como você está respondendo, consulte Como responder também.
precisa saber é o seguinte
Obrigado pela informação, isso colocou as coisas sob uma nova luz. A bicicleta no final não era tão leve, por causa de todos os complementos que eu tinha para passear, duas prateleiras, fechadura, porta-garrafas, duas luzes, guidão borboleta, sela de conforto ... 1-2 kg mais no quadro teria mantido bom por muito tempo, e não teria sido um problema para mim! Quando comprei esta bicicleta, não comprei o quadro Optimo, mas os pneus de balão, a engrenagem do cubo e a posição esportiva - era a única bicicleta assim em 2003-2004.
precisa saber é
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Isso não responde diretamente à pergunta. Poderia ter sido melhor como comentário e não como resposta. No entanto, o OP achou útil votar em manter.
Criggie
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Tendo possuído um quadro de 6061 alu (bicicleta híbrida marin larkspur) com garantia vitalícia e recebido pelo menos três quadros de substituição de garantia (cada vez após aproximadamente 15 mil milhas rodoviárias), todos devido a tubos que se partem ao meio devido a falha por fadiga, i recomendaria fortemente contra a tentativa de reparo em um quadro de alumínio. Se uma parte do quadro está no fim de sua vida útil, o mesmo ocorre com o restante do quadro. Há uma razão para que todas as partes críticas de um avião sejam substituídas após um número fixo de horas de vôo, independentemente de estar mostrando algum sinal de desgaste, e o motivo é a fadiga.

Barny
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