Combien d'années dure un cadre en aluminium dans un vélo de randonnée?

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Combien de temps dure un cadre en aluminium dans un vélo de randonnée?

[Suppression des questions supplémentaires pour être clair.]

Contexte

Jusqu'à présent, j'ai préféré l'aluminium à l'acier pour de nombreuses raisons, mais si l'acier dure beaucoup plus longtemps, pour mon prochain vélo de randonnée, j'irai pour l'acier.

Mon Cannondale Badboy 2004 a une fissure dans le cadre en aluminium. J'ai été surpris par cela, je pensais que mon vélo durerait plus de 20 ans facilement. L'atelier, ils ont dit que c'était un cadre solide de haute qualité, mais après 10 ans, les cadres en aluminium peuvent se fatiguer. Surtout si j'utilise mon vélo en hiver et en été, car le changement de chaleur s'use plus vite. Ils disent qu'il peut être soudé, ce qui coûtera beaucoup moins cher qu'un nouveau cadre (s'il est disponible), mais je devrais être prêt à faire apparaître d'autres fissures. L'atelier engage un soudeur spécialisé dans le soudage et la réparation de cadres de vélos.

J'ai également trouvé un article de recherche scientifique sur ce sujet. Si quelqu'un a accès à ScienceDirect ( Cicero et al. (2011): Analyse des causes de fissuration dans un cadre de vélo en alliage d'aluminium ), je serais intéressé par les conclusions.

Je suis intéressé par les vélos de tourisme, pas les vélos de route, les vélos de ville, etc.

Je suis heureux de mettre à jour / clarifier ma question si nécessaire, faites un commentaire.

Sujets que j'ai recherchés:

  1. Maintenance sur châssis aluminium
  2. Quel type de cadre est le meilleur pour un vélo de randonnée, en acier ou en aluminium?
  3. Est-il possible de réparer une bosselure sur un cadre en aluminium?
  4. Quels sont les avantages et les inconvénients entre un cadre en aluminium et en carbone?
  5. Le couple est-il pertinent pour l'acier / l'aluminium? Où puis-je trouver les spécifications de couple?
  6. cadres non en acier et longévité
  7. http://forums.mtbr.com/frame-building/aluminum-welding-cracked-frame-134600.html
  8. http://singletrackworld.com/forum/topic/repairing-a-cracked-frame

Fissure dans le cadre alu près de la hache arrière (le vélo est à l'envers): Fissure près de la hache arrière

repair frames touring touring-bikes olee22
la source
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Dépend de la qualité de la construction du cadre. Dépend des alliages et épaisseurs exacts et des pratiques de construction. Cela dépend de la façon dont vous roulez à vélo, sur quels types de terrain et d'obstacles. Je doute qu'il y ait une réponse solide autre que d'essayer de faire une enquête statistique à grande échelle. Personnellement, je refuse de m'en inquiéter.
keshlam
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Votre vélo en aluminium s'est fissuré mais vous préférez toujours l'aluminium car il est sans corrosion et sans soucis de peinture. Si la corrosion et la peinture sont votre priorité, vous devriez certainement vous procurer un vélo en aluminium.
paparazzo
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Les vélos en aluminium rouillent autant que l'acier. Je n'ai pas encore vu un cadre en acier avec autre chose que de la rouille cosmétique / de surface avant que les composants métalliques communs aux vélos en alliage ne soient rembourrés.
mattnz
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En ce qui concerne l'article de recherche que vous avez trouvé, il y avait de la corrosion générale à l'intérieur du cadre, imputable à l'environnement salin humide dans lequel il était utilisé (quelque part en Espagne, probablement). Il y a aussi la fissuration par corrosion sous contrainte ( en.wikipedia.org/wiki/Stress_corrosion_cracking ) et des preuves évidentes de fatigue. L'alliage d'Al est AA7005 et a été vieilli.
dr.blochwave
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@mattnz Aucun aluminium ne rouille autant que l'acier. Avez-vous déjà vu de la rouille sur une boîte en aluminium? L'aluminium se corrode mais ne rouille pas. La rouille se réfère uniquement à la corrosion du fer et de l'acier. L'aluminium se corrode mais ne rouille pas. Cependant, la corrosion de l'aluminium est de l'oxyde d'aluminium, un matériau très dur qui protège réellement l'aluminium de toute corrosion supplémentaire. La corrosion de l'oxyde d'aluminium ressemble beaucoup plus à l'aluminium (de couleur gris terne à blanc poudré), il n'est donc pas aussi facile à remarquer que le fer rouillé.
paparazzo

Réponses:

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Il y a beaucoup de questions donc je vais me contenter de celle du titre.

Combien d'années durera un cadre en aluminium actuel d'un vélo de randonnée?

Dépend:

  • Je ne sais pas quel cadre en aluminium
    La construction est un facteur plus important que le matériau
  • Je ne sais pas l'utilisation L'
    utilisation est un facteur plus important que le matériau
  • Je ne sais pas comment vous allez prendre soin du vélo L'
    entretien / l'entretien est plus important que le matériel

L'aluminium n'a pas changé depuis 10 ans

Tout ce que nous savons, c'est que votre dernier vélo à cadre solide en aluminium de haute qualité a duré environ 10 ans

La meilleure estimation est votre prochain aluminium, de haute qualité, cadre solide sera également 10 dernières années
vraiment est la meilleure estimation

C'est aussi vague que combien de temps une paire de baskets actuelle me durera-t-elle?
Et la meilleure estimation de la durée de ma prochaine paire de baskets est la durée de ma dernière paire.

Les fatigues en aluminium et l'acier ne se fatiguent pas. Comme indiqué dans un commentaire, l'acier fatigue - enfin pas toujours. L'acier doux n'admettra normalement pas la croissance des fissures de fatigue si les contraintes appliquées sont inférieures à environ 10% de la résistance du matériau. Les matériaux, tels que les alliages d'aluminium, n'ont pas une telle limite de fatigue. Si une charge cyclique est appliquée, les alliages d'aluminium se fatiguent toujours. Pour la même résistance, un vélo en acier va généralement être plus lourd que l'aluminium. Mais vous obtenez un vélo beaucoup moins sensible à la fatigue. Avec l'acier, vous obtenez également un vélo qui prendra une dent (dent) et ne compromettra pas la résistance structurelle dans la mesure de l'aluminium. Pas exactement la même chose, mais au niveau moléculaire, ils sont liés. Matériaux du cadre

Trouvé un numéro cité. Ce n'est pas parce qu'il était sur Internet que cela fonctionne, mais voici un devis de 5 à 10 ans.
Cadre de vélo: aluminium contre Acier

Les cadres en aluminium possèdent la durée de vie en fatigue la plus courte de tous les matériaux utilisés pour fabriquer les cadres de vélo. Le cadre en aluminium typique possède une durée de vie de cinq à 10 ans. La durée de vie en fatigue de l'acier est beaucoup plus longue, mais le matériau nécessite plus d'entretien. Pour éviter la formation de rouille, les cadres en acier doivent être nettoyés et polis régulièrement et périodiquement enduits d'un arrêt de rouille à l'intérieur du cadre.

Si vous réduisez l'acier parce qu'il rouille, vous ne prenez pas correctement soin du vélo. Un vélo en acier correctement entretenu et stocké ne doit pas rouiller. Et pour sûr, il ne devrait pas rouiller dans votre vie. Vous avez déclaré que les vélos de l'époque de votre père ont duré de 40 à 50 ans - à peu près sûr qu'ils étaient des vélos en acier.

Si vous voulez sans fatigue et sans rouille, procurez-vous du titane.

paparazzo
la source
Merci beaucoup pour les points! J'ai supprimé les questions supplémentaires pour être clair. Bien sûr, les vieux vélos de mon père étaient en acier.
olee22
+1 pour le titane! Si ce n'était pas si cher et donc impropre au transport (en raison de la nécessité de le laisser en public) ...
arne
L'acier finit par se fatiguer, cela prend juste beaucoup plus longtemps. Il y a toujours un compromis poids / durabilité quel que soit le matériau.
Fred the Magic Wonder Dog
@FredtheMagicWonderDog Eh bien .... l'acier doux n'admettra normalement pas la croissance des fissures de fatigue si les contraintes appliquées sont inférieures à environ 10% de la résistance du matériau.
paparazzo
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Les jeux de tubes de vélo haut de gamme «acier» n'ont pas grand-chose en commun avec les alliages d'acier typiques. À l'époque où l'acier était la seule option, les cadres fissurés sur les vélos de course haut de gamme étaient courants après 50 à 60 km.
Fred the Magic Wonder Dog
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J'ai fait plus de recherches sur ce sujet.

La réponse courte est qu'un cadre en aluminium peut durer de quelques années à 50 ans / durée de vie.

La réponse longue est:

  • Le principal facteur est la fatigue (sans compter les accidents): "La tendance d'un matériau (métal) à se rompre sous des charges cycliques répétées à une contrainte considérablement inférieure à la résistance à la traction dans un essai statique."
  • Le signe de la fin de vie d'une structure alu est une fissure de fatigue, lorsque la première fissure apparaîtra, probablement plus viendra. Quelques années peuvent être gagnées en soudant mais cela échouera probablement à un autre endroit. Une inspection régulière est nécessaire pour éviter une panne totale.

Principaux facteurs de fatigue du cadre en aluminium:

  1. Conception, fabrication, soudage, matériau : facteur déterminant pour 90% des propriétaires de vélo, car ils n'utilisent pas le vélo autant qu'ils le fatigueraient avec l'usage. Nous, sur ce forum, sommes probablement dans les 10% restants.
  2. Conditions environnementales : saline, humide, les grands changements de température augmentent.
  3. Utilisation (poids du cycliste, terrain): les cyclistes plus lourds se fatiguent davantage et une utilisation accrue au fil du temps augmente les chances d'échec de manière significative. Pour les gros utilisateurs, qui achètent quand même de bons cadres et prennent soin du vélo, c'est probablement le facteur limitant. En comptant le nombre de kilomètres que quelqu'un peut parcourir pratiquement par an, cela limite la durée de vie du cadre à 5-10 ans ou max ~ 200 000 km.

Recommandations pour prolonger la durée de vie du cadre en aluminium:

  • La conception-fabrication-soudage de haute qualité peut durer considérablement plus longtemps dans les mêmes conditions, dépenser de l'argent sur un bon cadre.
  • Protéger des conditions environnementales, ne pas laisser dehors en hiver, protéger de l'humidité lorsqu'il n'est pas utilisé.
  • Roulez avec moins de poids.

Une conséquence pratique pour moi qu'un vélo de cadre en aluminium d'occasion est risqué, nécessite une inspection minutieuse du cadre pour les signes, et des informations sur la façon dont le vélo a été utilisé, comment il a été conservé.

Quelques ressources plus intéressantes:

  1. Conception en fatigue des cadres de vélo soudés en utilisant un critère multiaxial (Procedia Engineering, 2012)
  2. Échec de fabrication et de fatigue en aluminium (Constructeur de bateaux professionnel, 06 2012)
  3. La formation de fissures de fatigue dans les monocristaux d'aluminium (Acta Metallurgica, 1961)
  4. Conception de la fatigue des composants et des structures en aluminium (Relié, 1996)
  5. Matériel de sport: cadres de bicyclette (Encyclopédie des matériaux: science et technologie, 2001)
  6. Analyse paramétrique par éléments finis des géométries de cadre de bicyclette (Procedia Engineering, 20114)
  7. Qu'est-ce qu'une défaillance par fatigue et comment l'éviter?
olee22
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Le facteur critique concernant les cadres en aluminium est que pratiquement tous les alliages d'aluminium qui sont bons pour la construction sont soumis à un "écrouissage".

Cela signifie que, comme un morceau d'aluminium est "cyclé" dans des cycles de libération de contraintes, l'aluminium a tendance à devenir de plus en plus cassant. L'acier ne présente pas cette caractéristique à peu près au même degré.

Exemple: il y a plusieurs années, je faisais du camping en tournée. Pendant que j'assemblais ma tente, l'un des poteaux en aluminium à segments multiples a développé une fissure à l'extrémité où le poteau suivant "se branche". En me déplaçant, j'ai réussi à assembler la tente, mais le lendemain soir, plusieurs autres poteaux ont développé des fissures similaires et à la fin du voyage, j'avais besoin de remplacer l'ensemble entier. L'année suivante, un autre campeur du groupe a eu exactement le même problème.

Ce n'est pas le stress extrême qui a causé ces fissures, mais simplement le "cyclisme" consistant à monter et à démonter la tente 50 à 60 fois. Les cadres de vélo en aluminium sont faits de meilleurs alliages et sont plus lourdement construits, mais le même mécanisme est à l'œuvre, et même un cadre qui n'est pas soumis à des contraintes extrêmes deviendra de plus en plus fragile lors de son utilisation.

Daniel R Hicks
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1

J'ai travaillé avec quelqu'un qui était concepteur de vélos chez cannondale il y a quelques années. Il m'avait dit que les cadres avaient été conçus pour être chargés par cycle 1 000 000 de fois avant la défaillance. Cela signifie donc que le cadre pourrait être chargé à la charge de conception complète un million de fois avant la défaillance.

Le soudage d'un cadre fissuré est également une très mauvaise idée. L'aluminium est traité thermiquement. Le soudage élimine le traitement thermique et réduit considérablement la résistance du matériau. Pour l'aluminium 7005, cela signifie passer de 41 000 psi en traction à 28 000 psi. C'est environ une réduction de 30% de la force.

banzairx7
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1M de cycles semble beaucoup, mais 1M de coups de pédale ne fait que ~ 5000 km, et 1M de petites bosses lorsque vous roulez sur un chemin de terre ressemble plus à un dixième de cela. Les vélos tendent également vers un ratio de stress moyen à pic beaucoup plus élevé que, par exemple, les voitures. À moins que vous ne puissiez relier ce nombre à l'espérance de vie réelle, je ne pense pas que ce soit pertinent.
Móż
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[Citation nécessaire] en plus de cela ne conduit qu'à "quelle est la limite de contrainte de conception complète" et qui varie en fonction du cadre.
Criggie
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Le cadre de ce vélo est l'alliage "Optimo" de Cannondale. Cela a tendance à être plus léger et plus rigide, ce qui a permis une construction de cadre plus mince et plus conforme. J'ai entendu beaucoup de gens avec des fractures Optimo, prêts à y revenir, depuis une si belle balade légère ... Je n'ai vu aucun cadre Furio craquer par exemple ... Ses tubes 6061-T6 costauds et lourds ne 't faire un vélo de course, mais l'enfer de cadre rigide et durable. Ce ne sont que mes 2c à considérer ....

toms
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Bienvenue chez Bicycles @toms. Nous recommandons aux nouveaux membres de faire le tour pour tirer le meilleur parti de ce site, et puisque vous répondez, voir aussi Comment répondre .
andy256
Merci pour l'info, cela a mis les choses sous un jour nouveau. Le vélo à la fin n'était pas si léger, à cause de tous les accessoires que j'avais pour les tournées, deux supports, serrure, porte-bouteille, deux lumières, guidon papillon, selle confort ... 1-2 kg plus sur le cadre l'aurait gardé bien longtemps et n'aurait pas été un problème pour moi! Quand j'ai acheté ce vélo, je n'ai pas acheté pour le cadre Optimo, mais pour les pneus ballon, le moyeu et la position sportive - c'était le seul vélo comme ça en 2003-2004.
olee22
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Cela ne répond pas directement à la question. Cela aurait pu être mieux comme commentaire et non comme réponse. Cependant, OP l'a trouvé utile, votez pour garder.
Criggie
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Ayant possédé un cadre en aluminium 6061 (vélo hybride marin larkspur) avec une garantie à vie, et reçu pas moins de trois cadres de remplacement sous garantie (à chaque fois après environ 15 km de route), tous dus à des tubes qui se cassent en deux en raison d'une fatigue, je Je le déconseille fortement de tenter de réparer un cadre en aluminium. Si une partie du cadre est en fin de vie, le reste du cadre l'est également. Il y a une raison pour laquelle chaque partie critique en aluminium d'un avion est remplacée après un nombre fixe d'heures de vol, indépendamment du fait qu'il montre des signes d'usure, et la raison est la fatigue.

Barny
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