Материалы для изготовления велосипедов

Титан, Магний, Хромоль а так же скандий и другие альтернативные материалы используемые в велосипедостроении
Аватар користувача
Misha_gad
* * * *
Повідомлень: 778
З нами з: 16.7.09 10:14
Skype: Misha_gad
Стать: чол
Звідки: Бровары

Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення Misha_gad » 17.5.10 11:16

Введение

Жесткость, вес и прочность велосипедных рам определяются множеством факторов, только некоторые из которых определяются исключительно свойствами материала. Конструкция рамы, оптимальная для одного материала, будет отличаться от оптимальной для другого, поскольку материалы сильно различаются по прочности, жесткости и плотности (весу). Лучшие алюминиевые рамы имеют толстые тонкостенные трубы и не изгибаются из стороны в сторону, когда вы разгоняетесь. Лучшие стальные рамы имеют тонкостенные трубы малого диаметра и заметно изгибаются при разгоне. Титановые и углепластиковые (карбоновые) рамы находятся посередине между ними. Опытные велосипедисты часто делятся на два лагеря, сторонники стальных рам критикуют излишнюю жесткость алюминиевых рам и их фанатов, порицающих гибкость легких стальных рам. Мы объясним преимущества и неудобства большинства материалов рам и сравним их на графике, отражающем, насколько они жесткие по сравнению со сталью.

Алюминий

Алюминий легок и довольно слабо подвержен коррозии. Трубы большего размера обеспечивают необходимую жесткость для внедорожной езды, а небольшая толщина стенок удерживает вес низким. Свойства алюминия становятся лучше при добавлении других материалов с образованием сплава. "Система" алюминий - магний - кремний является одной из самых важных в металлургии алюминиевых сплавов. Растворение и осаждение силиката магния в алюминии составляет основу серии 6000 алюминиевых сплавов. Другие элементы, такие как медь, цинк и хром добавляются для улучшения основных свойств алюминия. Более высокое содержание кремния, магния и хрома отличают сплав 6061 от менее прочных сплавов серии 6000. Повышенное содержание цинка делает алюминий серии 7000 самыми прочными алюминиевыми сплавами. Более высокое содержание добавок в сплаве делает материал более сложным для обработки и сварки. Алюминий имеет ограниченную жизнь из-за накопления усталости, чем больше он используется, тем быстрее он сломается. Зная это, главной задачей производителя труб является разработка процессов, которые продлят жизнь алюминиевой трубе с сохранением при этом минимального веса. Если использовать трубу постоянного сечения, достаточно толстую для прочности в местах сварки, то общий вес трубы будет излишне большим. Увеличивая толщину стенок на концах труб (баттинг), изготовитель рамы получает достаточно материала в местах сварки, а рама при этом весит немного. Типичная переходная зона между толстыми и тонкими стенками трубы оказывается очень короткой. Из-за этого нагрузки на раме концентрируются в местах сварки. Чем быстрее накапливаются нагрузки, тем короче жизнь рамы. Оснащение алюминиевых велосипедов амортизационными вилками, снижает разрушающее воздействие ударов и вибраций на рулевую трубу. Трубы Easton Ultralite не имеют утолщенных концов; толщина их стенок плавно меняется на протяжении всей трубы (тейперинг). Применением специальной технологии «Easton-овский процесс обработки вхолодную приводит к чрезвычайно большой разнице в толщине стенок трубы в тонкой и толстой секциях трубы с выдающейся плавностью перехода". Значительное уменьшение количества материала делает рамы легкими и отзывчивыми. Другое важное преимущество тейперинга заключается в том, что это помогает распределить нагрузку по всей длине трубы, а не оставляет ее сконцентрированной в местах сварки. В 2003 году производители продолжают применять трубы EASTON "Scandium" (Скандий). Разработанный в СССР для производства ракет земля - воздух, скандий был единственным материалом, обладающим достаточной прочностью, чтобы выдержать скалывающие силы, возникающие при прохождении через полярную ледяную шапку. Скандий похож на титан по весу и гибкости и обладает при этом очень высокой поверхностной прочностью. Рамы из скандия, должны изготавливаться очень аккуратно, так как раму нельзя отрихтовать (выровнять вхолодную) после сварки. Гибкая и хрупкая природа материала, а также гоночная ориентация, означают, что гарантия на рамы из скандия ограничена одним годом. Алюминиевые рамы могут быть очень жесткими и легкими, потому что плотность алюминия очень мала, но трубы рамы должны быть больше в диаметре для компенсации более низкой прочности. Однако сегодня эти "толстотрубные" рамы — распространенная конструкция для качественных велосипедов. Недавние усовершенствования включают добавки в сплав Скандия, элемента, который увеличивает прочность. В целом, алюминий — хороший материал для жестких, легких рам для райдеров всех размеров. Это — также один из двух материалов, которые хорошо подходит для рам нетрадиционных форм.

Плюсы:

Втрое менее плотный, чем сталь, позволяет использовать большие ("толстые") трубы
Легко принимает аэродинамические формы
Даже дешевые рамы могут быть легкими
Позволяет изготовить легкую раму для крупного райдера
Не ржавеет

Минусы:

От одной трети до половины прочности лучших сталей (может сломаться)
Одна треть жесткости любой стали, требуются трубы большого диаметра
Скромная усталостная прочность
Не легко ремонтируется или восстанавливается
Большие, тонкие трубы легко повредить при аварии



Сталь

В то время как термин "стальная рама" может относиться к чему угодно, начиная от штампованного высоко упругого агрегата, продаваемого массовыми торговцами и кончая изготовленным по спецзаказу хромоли изделием ручной работы, мы ограничимся рассмотрением качественной части этого диапазона. Сталь в целом привлекательна благодаря своей надежности, простоте обработки и ремонта и относительной дешевизне. Основные компоненты стали хромоли 4130 - это хром, молибден, марганец и углерод, а также некоторые другие элементы в следовых количествах. Изготовленная как следует рама из хромоли 4130 может служить всю жизнь. Если раму такого качества не подвергнуть нагрузке превышающей предел текучести, она не должна сломаться. Специально отметим: предел текучести "стандартной" хромоли составляет 760 Н/мм2, тогда как для качественного, обработанного вхолодную титана 3-2.5 его значение 792 Н/мм2. Сталь надежна. Сталь также может быть удобной и эффективной. Причина, по которой производители делают пружины из стали, заключается в свойстве материала поглощать энергию и отдавать ее обратно. Стальная рама не абсорбирует силу поворота педали или удар препятствия, она сохраняет ее. Накопление этих усилий делает раму комфортабельной, а отдача этой энергии делает стальную раму "живой". Сталь жесткая, но плотная (тяжелая). Легкие рамы адекватной жесткости и прочности делают из труб относительно маленького диаметра, но сталь — неподходящий материал для легких рам или больших сильных наездников. Стальные рамы из низкопрочных сталей (недорогие) нуждаются в толстостенных трубах, чтобы быть достаточно прочными, и они тяжелы. Более прочная сталь позволяет изготавливать тонкостенные трубы, но тогда понижается жесткость. Последние разработки включают "закаливаемые на воздухе" стали очень высокой прочности, типа Reynolds 853. (В отличие от большинства других типов сталей, закаливаемые воздухом стали приобретают, а не теряют прочность, когда они охлаждаются после сварки). Все стали имеют ту же самую жесткость, независимо от прочности — 853 не более жесткая, чем 1010 (низкопрочная сталь).

Плюсы:

Лучшие стальные сплавы очень прочны
Лучшая жесткость повсюду
Долговечны
Закаливаемые на воздухе стальные сплавы делают возможным ультравысокую прочность

Минусы:

Должны быть тяжелыми — материал, неподходящий для больших легких рам
Ржавеют



Титан


Титан имеет превосходный баланс свойств для создания рам, и дает лучшую комбинацию долговечности и веса. Сплавы титана наполовину столь же жесткие как сталь, но также и вполовину менее плотные. Лучшие сплавы титана сопоставимы по прочности с самыми прочными сталями. Жесткие титановые рамы требуют труб большего диаметра, чем сопоставимые стальные рамы, но не столь большого диаметра, как алюминий. Титан — очень коррозионно стойкий, и очень легкие рамы могут быть сделаны достаточно жесткими и достаточно прочными для больших райдеров. Большинство титановых рам — из сплава 3Al/2.5V (3% алюминия/2.5% ванадия, остальное — титан), хотя все чаще используется более прочный сплав 6Al/4V (6% алюминия/4% ванадия, остальное титан).

Плюсы:

Половина плотности стали, делает самыми легкими наиболее эластичные рамы
Столь же прочный, как и большинство сталей
Не ржавеет — никакая окраска не требуется
Хорошие усталостные свойства
Позволяет изготавливать легкие рамы для крупных райдеров

Минусы:

Половина жесткости стали (также известна как излишняя гибкость)
Сложен в ремонте и обработке
Дорогой



Углепластик


Отдельные волокна углерода чрезвычайно прочны и жестки, но эти их свойства бесполезны, если волокна не выстроены в строгую структуру и не скреплены между собой сильным "клеем" (обычно эпоксидная смола). В отличие от металлов, в которых прочность и жесткость являются почти теми же самыми во всех направлениях, композиты из углеродных волокон могут производиться с более высокими прочностными и жесткостными характеристиками в тех направлениях, где это нужно (например, жесткий по сторонам и гибкий вертикально). Это — лучший материал для рам нетрадиционных форм, поскольку позволяет формоваться и настраивать свои свойства как ни один металл (путем создания многослойных конструкций с разноориентированными волокнами).

Плюсы:

С готовностью формуется в экзотические формы
Превосходная усталостная прочность
Не ржавеет
Прочность и жесткость контролируются на стадии создания рамы
Низкая плотность и высокая прочность делают возможным создание очень легких и прочных рам

Минусы:

Очень дорогой материал
"Бомба" — если изделие плохо разработано или изготовлено (слишком жесткое или слишком гибкое) — может быть "чувствительным" (склонным к поломке).



Основные определения

Все нижепоименованные термины относятся к характеристикам МАТЕРИАЛА. Характеристики КОНСТРУКЦИИ, каковой является рама, при похожих названиях (прочность, жесткость, упругость, усталостная прочность), будут относиться к конструкции в целом, и могут быть одинаковыми или близкими для конструкций из разных материалов — к чему и стремятся, в принципе, конструкторы. Но при этом у конструкций будут существенно отличаться другие характеристики — например, вес, размеры труб, их форма, диаметр, толщина стенок и т.д.

Жесткость материала — свойство материала, отражающее способность материала сопротивляться нагрузке и не деформироваться (изгибаться, растягиваться). Чем больше деформация при приложении одинаковой нагрузки — тем жесткость ниже. При этом речь идет о восстановимой (упругой) деформации — то есть, при устранении нагрузки образец принимает первоначальную форму.

Прочность материала — свойство материала, отражающее, какой должна быть нагрузка на стандартный образец для его разрушения. Чем выше прочность материала, тем бОльшие нагрузки будет выдерживать конструкция без изменения геометрии. Следует учесть, что из одного и того же количества материала можно соорудить конструкции (например, велорамы) различной жесткости и прочности — это хлеб конструкторов.

Предел прочности на разрыв — величина нагрузки, при превышении которой происходит разрушение. Определяется при испытании образцов стандартной формы. Характеризует прочность материала — чем больше, тем лучше.

Модуль упругости — величина, характеризующая жесткость материала. Чем больше, тем материал жестче. Собственно модуль упругости — коэффициент зависимости между деформацией и нагрузкой.

Удельная прочность — отношение предела прочности к плотности, характеризует прочность при одинаковом весе конструкции — чем выше, тем конструкция легче при одинаковой прочности.

Предел текучести — величина нагрузки, при превышении которой наступает невосстанавливаемая деформация — материал "течет" — ведет себя как пластилин, то есть деформации необратимы — при устранении нагрузки деформация остается.

Относительное удлинение при разрыве — средняя величина удлинения деформируемой детали до её поломки (разрыва при растяжении). Косвенно отражает пластичность материала (пластичность — свойство материала необратимо изменять форму при нагружении).

Ограниченный предел усталости (на базе 500 млн. циклов) — величина нагрузки, при которой наступает разрушение после 500 млн. циклов нагружения. Следует учесть, что алюминиевые сплавы, в отличие от сталей, не имеют предела усталости (величины нагрузки, при непревышении которой при эксплуатации разрушения не происходит вообще при любом количестве циклов нагружения). По данной причине определяют ограниченный предел усталости (для определенного числа циклов). Поскольку зависимость нагрузки, вызывающей усталостное разрушение, от количества циклов, носит нелинейный в логарифмических координатах характер (то есть при увеличении нагрузки в разы усталостная долговечность падает в десятки, сотни, тысячи и миллионы раз, пусть вас не обнадеживает цифра в 500 млн. циклов нагружения).

Твёрдость по Бринелю — величина, характеризующая твёрдость материала. (Твеpдость — способность металла пpотивостоять пpоникновению в него дpугого, более твёpдого тела. Метод Бpинеля пpименяется для измеpения твёpдости сыpых или слабо закалённых металлов.)

"Т6 и прочие цифры после Т" — написанное после кода материала означает температурную обработку.
Т6 относится к процессам прочностной обработки и закалки металла. Все велосипедные рамы проходят температурную обработку, даже если производители не пишут "Т6" после номера класса алюминия.

Теперь, когда с определениями покончено, попробуем разобраться, какие свойства необходимы конструкциям велосипедных рам для различных стилей катания и почему.
Какие основные свойства необходимы рамам для различных дисциплин?

Шоссе — Рама должна обеспечивать как можно более быстрый разгон велосипеда при помощи мускульных усилий гонщика, устойчивость и управляемость. Рамы больших размеров.
Самые очевидные требования — высокая жесткость, малый вес и хорошая аэродинамика.

КК — Рама должна обеспечивать как можно более быстрый разгон велосипеда при помощи мускульных усилий райдера, устойчивость и управляемость в условиях пересеченной местности, выдерживать длительное воздействие циклических нагрузок.
Используются амортизаторы. Возможны достаточно большие размеры рамы.
Требования — высокая жесткость и малый вес.

FR, downhill — Рама должна быть весьма прочной, выдерживать большое количество циклов нагружения с весьма высокими уровнями нагрузок. Вес играет меньшую роль.
Размеры рамы — существенно меньше, чем для КК. Может использоваться конструкция с двумя амортизаторами — двухподвес.
Используются передние амортизаторы с большим ходом.
Жесткость также нужна, но может достигаться конструктивными решениями — либо монокок (сварная конструкция из половинок, штампованных из листа), либо маленький треугольник из толстых труб, как следствие — большая длина сварных швов.
Основные требования — высокая прочность и долговечность.

BMX, street, trial , dirt — маленькие по размеру рамы, выдерживающие высокие циклические ударные нагрузки. Вес большого значения не имеет, амортизатор либо отсутствует, либо жесткий с небольшим ходом.

Упругость — будет не лишней, нужна высокая прочность и долговечность.
На что влияют жесткость рамы и ее альтернатива — упругость? Упругая конструкция способна поглощать часть энергии нагрузки, прикладываемой к конструкции. Жесткая конструкция передает энергию нагрузки практически без потерь. Для случая скоростного спуска с горы некоторая упругость рамы может оказаться положительным качеством — часть энергии ударов, не поглощенная амортизаторами, будет поглощаться самой рамой, и райдеру достанется меньше. Но тут важно не перегнуть палку — иначе пострадает прочность или управляемость, так нужная DH на высокой скорости.

Основное требование — высокая прочность и долговечность. Поэтому рамы DH обычно имеют либо монококовую констукцию, либо большую толщину стенок трубы, переменную по длине трубы геометрию (гидроформинг), и в данном случае необходим материал с высокой технологичностью — хорошо сваривающийся, легко поддающийся обработке давлением.

Что касается рам для BMX, trial или street — упругость рамы тут скорее плюс, чем минус. Требования высокой прочности при небольших размерах рам делают сталь вполне оправданным выбором для таких рам.

Теперь о КК-рамах. В КК, как ни в одной из других дисциплин (кроме шоссе) важно, чтобы усилия райдера при разгоне не расходовались на раскачивание и упругие деформации рамы — отсюда вывод о необходимости обеспечить раме максимальную жесткость. Необходим минимальный вес рамы — чтобы не везти в гору лишнее. С другой стороны, гонка идет по пересеченной местности, и все неровности трассы, не поглощенные амортизатором, прямо передаются жесткой рамой райдеру. И все же "накатистость" рамы обычно берет верх над неудобством жесткой рамы. Как вариант — двухподвесные рамы хитрой рычажной конструкции, обеспечивающей как поглощение ударов, так и неизменность расстояния между седлом и осью каретки, что минимизирует потери усилий райдера. Однако подобные конструкции требуют больше материала и также критичны к технологичности материала.



Жесткость конструкции и жесткость материала


Теперь пара слов о жесткости конструкций, которую не следует путать с жесткостью материала. Одинаковой жесткости конструкции (то есть способности противостоять нагрузке, не деформируясь), можно добиться двумя путями:
Применением более жесткого материала. Увеличением сечения элемента конструкции (диаметра труб в случае велосипедных рам). Как вариант — монококовая конструкция. Очевидно, что увеличение диаметра труб при том же материале вызовет увеличение количества материала — и соответственно веса. Таким образом, из одного и того же материала получаются конструкции различной прочности и жесткости, и наоборот — одинаковой прочности и жесткости конструкции можно добиться при использовании различных материалов. Основное различие здесь — в весе. Как уже неоднократно отмечалось в различных статьях о велорамах, сталь — материал самый жесткий, самый прочный, но и самый тяжелый. Именно поэтому труба для стальной рамы будет небольшого диаметра (жесткость и так высока, прочность позволяет делать трубы тонкостенными, а большая плотность не дает увеличить диаметр трубы). В результате при нужной прочности и весе жесткость конструкции оказывается ниже, чем у столь же прочной алюминиевой конструкции подобного веса, особенно при равных размерах конструкций.



Насколько жесткий ваш байк?
Сравнение жесткости (относительно стали) для различных материалов рам



Reynolds 853 Steel Alloy — Стальной сплав Рейнольдс 853
1010 Steel Alloy — Стальной сплав 1010
Unidirectional Carbon/Epoxy — Однонаправленный углепластик на основе эпоксидной смолы
6Al/4V Titanium Alloy — Титановый сплав 6Al/4V
3Al/2.5V Titanium Alloy — Титановый сплав 3Al/2.5V
7075 Aluminum Alloy — Алюминиевый сплав 7075
6061 Aluminum Alloy — Алюминиевый сплав 6061
Carbon Weave/Epoxy — Углепластик плетеной структуры на основе эпоксидной смолы



Выбираем оптимальный материал

Итак, одновременно легкую, прочную и весьма жесткую раму для КК логичней всего изготавливать из алюминиевого сплава, поскольку его удельные прочность и жесткость выше, чем у стали. Отдельно нужно отметить упругие КК-рамы из стальных сплавов Reynolds 631, Reynolds 853 — благодаря тому, что эти сплавы термоупрочняются (закаливаются) на воздухе (air-hardened), за счет равной прочности сварных швов с основным материалом удается построить легкую стальную КК-раму. Небольшим по размерам рамам для BMX вполне подойдет сталь — к тому же она дешевле и технологичней алюминия.



Сравнительные характеристики алюминиевых сплавов

Встает следующий вопрос — какой именно сплав алюминия выбрать для КК рамы? Свойства различных алюминиевых сплавов отличаются в довольно широких пределах. Также из таблицы видно, что сплав 7005-T6 на 13% прочнее, чем 6061-T6, но 7075-T6 прочнее 6061 на целых 84.5%. Сравнение механических свойств сплавов 7005-T6 и 6061-T6 дает почти равные свойства при статическом нагружении (прочность 7005 немного выше) и характеристики относительного удлинения при разрыве (характеризует пластичность) 12% для 6061 и 13% для 7005. Характеристики твердости почти идентичны при одинаковой термообработке (процесс T6). Жесткость у 7005 и 7075 всего на 4% выше, чем у 6061 (жесткость характеризуется модулем упругости).
Пара слов о долговечности

Поскольку нагрузки, действующие на раму велосипеда, в процессе эксплуатации многократно повторяются, причем с различной интенсивностью (кочки, корни, ямы, неровности асфальта, наконец, прыжки и спуск по лестницам), можно говорить о циклически повторяющихся нагрузках на раму.

Опыт эксплуатации конструкций из алюминиевых сплавов на заре их применения (в авиационных и космических конструкциях) показал, что многократное повторение нагрузки, которая однократно не только не вызывает разрушения, но и сколь либо заметных упругих деформаций, после некоторого количества циклов приводит к появлению в конструкции трещин, а затем и кажущемуся внезапным разрушению. Данное явление получило название усталостного разрушения, а количество циклов нагружения, приводящее к разрушению — усталостной долговечностью. Также было замечено, что наличие в наиболее нагруженных частях конструкции местных изменений геометрии, отверстий, вмятин, трещин и сварных швов снижает долговечность конструкции в десятки, сотни, тысячи и более раз. Это явление получило название "локальная концентрация напряжений". Маленькое отверстие повышает напряжения около себя минимум в 2,5 раза, глубокая царапина — раз в 6. Трещина же вызывает локальное повышение напряжений практически до предела текучести — благодаря чему и растет — сначала медленно, потом все быстрее.

Данное свойство алюминиевых сплавов побуждает конструкторов проектировать алюминиевые рамы таким образом, чтобы распределить напряжения в раме наиболее равномерно, для чего в местах сварных швов локально увеличивают толщину стенок трубы (баттинг), увеличивают строительную высоту сечения трубы в плоскости нагружения (переменное овальное сечение, увеличивающееся с возрастанием нагрузки — получают профилированием, гидроформингом или сваркой профиля из листа), используют усиление косынками или формированием треугольников из труб — как, например, на GT Avalanche. Надо заметить, что явление усталости также присуще и сталям, но в значительно меньшей мере — стали более долговечны и обладают пределом усталости — уровнем нагрузки, при непревышении которой усталостного разрушения не происходит при сколь угодно большом числе циклов нагружения. Однако и стальные рамы разрушаются от усталостных явлений. Характерные признаки усталостного разрушения — кажущееся беспричинным разрушение при весьма посредственных нагрузках в момент разрушения и характерный вид излома — на одном крае излома часть сечения как бы отполирована — это след роста усталостной трещины. Сравнение ограниченного предела усталости (на базе 500 млн. циклов) дает существенное расхождение в характеристиках рассматриваемых нами сплавов — 150МПа для 7005 и всего 96.5МПа для 6061. На практике это означает — если надо, чтобы две геометрически одинаковых рамы из разных сплавов сломались почти одновременно — через определенное количество прыжков (циклов нагружения), я б рекомендовал посадить на раму из 7005 седока в 1,5 раза более массивного, чем на раму из 6061. Это — повторяю — только в том случае, если рамы геометрически абсолютно идентичны, включая отверстия, сварные швы и т.д. Отсюда неизбежный вывод — рама из 7005 гораздо дольше проживет при одинаковых условиях эксплуатации и одинаковой геометрии, чем рама из 6061.



Технологичность

Сплав 7075, как видно из той же таблицы, существенно прочнее и 6061, и 7005, да и усталостные характеристики его — лучшие в данной тройке. Почему же у производителей большинства алюминиевых рам выбор пал на 7005 и 6061? Дело в том, что велосипедные рамы не делаются из цельных кусков алюминия, которые используются для проведения тестов на прочность. Рамы байков делаются из труб, сваренных между собой: сварка 7075 (москальский аналог — В-95) — почти невозможное достижение, почти исключающее выбор этих сплавов для производства массовых байков (имеется в виду аргоно-дуговая сварка). Производители дорогих рам могут воспользоваться тем, что 7075 таки сваривается — точечной или роликовой контактной сваркой, или могут себе позволить применить клеевое соединение. Поэтому для самых массовых байков остаются 7005 (цинковый сплав) и 6061 (магний-кремниевый сплав). Различие между ними в том, что 7005 при более высокой прочности труднее в обработке и сварке, из-за более высокого содержания добавок (свыше 6%). Это означает, что производителям проще добавить трубам из сплава 6061 прочности за счёт свойств конструкции (такими технологиями как баттинг, овальное сечение и стенки переменной толщины, что уменьшит вес и увеличит прочность труб). Еще один технологический момент — и тот, и другой сплавы интенсивно упрочняются термически. Процесс термоупрочнения основан на таком свойстве материалов, как различная кристаллическая структура при различных температурах. Процесс сохранения кристаллической структуры материала, характерной для высоких температур, путем быстрого охлаждения, называют закалкой. Алюминиевые сплавы сразу после закалки еще раз перекристаллизовываются — этот процесс называется закалкой с последующим старением — (искусственным — при повышенной температуре или естественным — при температуре окружающей среды). Чаще для простоты термин "закалка" опускают (все равно старение без закалки — нонсенс), и называют их совокупность просто "старением". Термоупрочняют практически все алюминиевые сплавы, используемые для производства рам, даже если про это прямо не указывается производителем.
Какой сплав подойдет? Сплав 6061 вполне подойдет для FR, dirt и downhill рам — сплав более технологичный (проще сваривается и обрабатывается), чем 7005, меньшую его статическую и усталостную прочность при менее жестких требованиях к весу легко компенсируют большей толщиной стенок трубы и разнообразными косынками и прочими технологическими ухищрениями. Кроме того, наличие в конструкции двухподвесов амортизатора между частями рамы понижает напряжения в самой раме за счет поглощения амортизатором части энергии нагрузки. Для КК-хардтейлов же оптимальным будет сплав 7005 — как более прочный, жесткий и долговечный.



Выводы

Оптимизация конструкции рамы — задача нетривиальная, требует учета большого количества разнообразных факторов, многие из которых противоречат друг другу, и не может быть сведена к простому выбору материала, марки сплава или даже конкретной геометрии. Рама, оптимальная для одной дисциплины, совсем необязательно будет таковой для другой, так как разные дисциплины выдвигают разные критерии оптимальности.
В нашем обзоре мы практически не касались вопроса цены рамы, во многом предопределяющей выбор как материала, так и конструкции в целом. Кроме того, цена сильно влияет на выбор технологических процессов при изготовлении — в пользу более технологичных и распространенных материалов и сплавов — недорогая сталь вместо алюминия, 6061 вместо 7005.

Источник: http://bikelab.ru/index.html

Аватар користувача
Disco
* * *
Повідомлень: 458
З нами з: 25.5.09 15:36
Skype: matija195(ВСЕГДА!всегда общайтесь через скайп!
Стать: чол
Звідки: Борщага

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення Disco » 9.6.10 19:26

где-то на сайте видел такие стальные рамы шоссе,которые по весу равны карбоновым.Но правда цена в 2 раза дороже карбона :grin:

Аватар користувача
HELLION
* * *
Повідомлень: 409
З нами з: 30.3.08 12:36
Стать: чол
Звідки: Киев, Русановка

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення HELLION » 10.6.10 09:38

где-то на сайте видел такие стальные рамы шоссе,которые по весу равны карбоновым.Но правда цена в 2 раза дороже карбона :grin:
Ні синку, то фантастика...
Ищу автомеханика. Пишите в ЛС
Продаю басовый комбик и разные мелочи.

Аватар користувача
Disco
* * *
Повідомлень: 458
З нами з: 25.5.09 15:36
Skype: matija195(ВСЕГДА!всегда общайтесь через скайп!
Стать: чол
Звідки: Борщага

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення Disco » 10.6.10 16:59

Было бы приятно тебя удивить :smile:

http://www.roadcyclinguk.com/bike-revie ... /3315.html

Аватар користувача
No_Phace
* *
Повідомлень: 181
З нами з: 6.2.09 23:29
Skype: No_Phace
Стать: чол
Звідки: Все мы оттуда :D

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення No_Phace » 10.6.10 18:17

в такой цене картон шоссерные рамы весят думаю грамм 700-800
Подпись.

Аватар користувача
HELLION
* * *
Повідомлень: 409
З нами з: 30.3.08 12:36
Стать: чол
Звідки: Киев, Русановка

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення HELLION » 11.6.10 17:16

в такой цене картон шоссерные рамы весят думаю грамм 700-800
Карбоновая рама, которая весит 800 гр стоит в два раза меньше.
Ищу автомеханика. Пишите в ЛС
Продаю басовый комбик и разные мелочи.

Аватар користувача
oneoutside
* * *
Повідомлень: 242
З нами з: 29.7.09 16:20
Стать: чол
Звідки: оттуда

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення oneoutside » 11.6.10 19:39

где-то на сайте видел такие стальные рамы шоссе,которые по весу равны карбоновым.Но правда цена в 2 раза дороже карбона :grin:
ша появилась в продаже новый карбо хт
100-160мм :grin: :good:
Зображення
у меня лично обильное слюнотечение, но есть люди, кому не нравится дизайн, особенно нижняя труба
вес вроде полтора кило :shock: :lol:
Зображення
brant: "There is no doubt that the Alpine was once again an inspired design by Mike Dialled. A really good example of steep seat/slack head. Bravo."

Аватар користувача
Disco
* * *
Повідомлень: 458
З нами з: 25.5.09 15:36
Skype: matija195(ВСЕГДА!всегда общайтесь через скайп!
Стать: чол
Звідки: Борщага

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення Disco » 11.6.10 20:12

в такой цене картон шоссерные рамы весят думаю грамм 700-800
Карбоновая рама, которая весит 800 гр стоит в два раза меньше.
это же топик фанов стали а не карбона :smt102

п.с капец! как там идеально сварочный шов сделан :shock:

Аватар користувача
PouK
* *
Повідомлень: 146
З нами з: 5.12.09 18:44
Стать: чол
Звідки: Kyiv

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення PouK » 12.6.10 00:30

Мне понравился вот этот небольшой фоторепорт про новый карбоновый 456
http://www.on-one.co.uk/news/products/q ... on-factory
падать уже научился...

Аватар користувача
oneoutside
* * *
Повідомлень: 242
З нами з: 29.7.09 16:20
Стать: чол
Звідки: оттуда

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення oneoutside » 12.6.10 14:13

Востаннє редагувалось 12.6.10 17:20 користувачем oneoutside, всього редагувалось 1 раз.
brant: "There is no doubt that the Alpine was once again an inspired design by Mike Dialled. A really good example of steep seat/slack head. Bravo."

Аватар користувача
oneoutside
* * *
Повідомлень: 242
З нами з: 29.7.09 16:20
Стать: чол
Звідки: оттуда

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення oneoutside » 12.6.10 14:20

PouK, и еще, CEN Testing пройден :grin: :grin: :grin: :grin: :grin:
http://www.on-one.co.uk/news/products/q ... en-testing
brant: "There is no doubt that the Alpine was once again an inspired design by Mike Dialled. A really good example of steep seat/slack head. Bravo."

Аватар користувача
baracuda
*
Повідомлень: 35
З нами з: 11.6.10 16:28
Стать: чол

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення baracuda » 18.6.10 13:45

Собираюсь делать раму из стеклопластика. По-моему этот композит незаслуженно забыт и отвергнут велосипедистами. Имел опыт строительства яхты из стеклопластика, по этому поводу активно изучал тему.

...вообще композит на основе двусоставных смол -- тема интересная. Варьируя материалы, армирующие смолу, саму конструкцию, способы изготовления -- можно добиться очень интересных результатов. Например, сделать ригиду-компромисс, которая по жёсткости будет приближаться к двухподвесу или софттейлу. Но большинство производителей почему-то сосредоточили внимание на композитах, армированных углеволокном (карбоном). Ничего не слышно о композитных рамах с синтетическим армированием (кевлар, нейлон, дакрон и даже полиэстер).
...обычный человек в борьбе с обычным миром...

Аватар користувача
bumba
* * *
Повідомлень: 374
З нами з: 12.3.10 22:29
Стать: чол
Звідки: Киев, Соломенский

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення bumba » 18.6.10 20:31

были уже попытки, сп тяжелый и хрупкий.
карбон лучше :)

Аватар користувача
baracuda
*
Повідомлень: 35
З нами з: 11.6.10 16:28
Стать: чол

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення baracuda » 30.6.10 06:11

были уже попытки, сп тяжелый и хрупкий.
карбон лучше :)
...кто же спорит, конечно лучше. Но $50 за 1м/2 -- как по мне неоправданно дорого. Ходил кругами, смотрел разный материал, думал-прикидывал. Кое-что надумал. Как только появятся фан-мани -- попробую одну задумку. Сначала на тестовой трубе, потом и на раме. Идея вот в чём:

Каркас будущей рамы составит тонкостенная ПХВ-труба -- материал непрочный на деформацию, но устойчивый к изломам и растяжению. А поверху "одену в рубашку" конструкционная смола + полимерная ткань. Пока остановился на тентовой ткани, полиэстер 100%.Причины выбора -- высокая прочность, широкий выбор ткани различной плотности, потрясающая дешевизна ($2.5 против $50). Думаю такой "сэндвич" будет не менее прочным и лёгким, чем карбон. По моим прикидкам уступит карбону процентов 25-30. В общем будем посмотреть по результатам.
...обычный человек в борьбе с обычным миром...

Rider
*
Повідомлень: 30
З нами з: 6.11.10 14:38
Стать: чол
Звідки: Ровно

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення Rider » 6.11.10 20:20

карбон самый лучший выбор

Аватар користувача
mr.smith
* * * * *
Повідомлень: 1057
З нами з: 17.8.09 11:03
Skype: aka_mr_smith
Стать: чол
Звідки: Kiev

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення mr.smith » 23.1.11 22:35

дополнить бы статью, есть еще магниевые сплавы и скандий

yurik82
*
Повідомлень: 3
З нами з: 3.7.11 12:50
Стать: чол

Re: Материалы для изготовления велосипедов

Повідомлення yurik82 » 3.7.11 14:30

в такой цене картон шоссерные рамы весят думаю грамм 700-800
Карбоновая рама, которая весит 800 гр стоит в два раза меньше.
За мелкосерийное производство по индивидуальных заказах SSR 953 просят $3730, вес 1100 при ростовке 57.
Серийный фреймсет Trek Madone 6.9 SSL стоит $4900 при весе 815 грамм в 56 ростовке.

Madone 5.2 стоит $2200 и весит 1150.
Чтобы в 2 раза дешевле (<$1800) это Madone 4.7 за $1200 весом 1250.
(между $1200 и $2200 у Трека нету моделей, $2200 самая дешевая рама из гоночной серии, $1200 самая дорогая из любительской)

Плюс не все современные востребованные рамы очень легкие, например популярная рама Colnago Extreme Power при цене $3700 весит 1150 и пользуется спросом из-за жесткости.

Из европейских, рама Look 965 (на которых ездит Cofidis) стоит $5500 и весит 900.

Specialized S-Works Tarmac SL3 стоит $3000, весит 850.

Где вы вообще увидели раму <810 грамм (за любую цену)?

P.S. Популярная (доступная для любителей) современная недорогая рама Kellys URC весит к примеру 1350 грамм


Повернутись до “Ti, Cro-Mo, Mg”

Хто зараз онлайн

Зараз переглядають цей форум: Немає зареєстрованих користувачів і 1 гість