sécurité de la fibre de carbone liée à la tête de fourche en aluminium

J'ai récemment constaté l'échec de la fourche en carbone de mon vélo de route K2 Mod3 2001 à 20 milles à l'heure. Oui, j'ai été blessé. Ma question concerne le liant qui fixe la fourche en fibre de carbone à la fourche en aluminium aussi solide et durable que la fibre de carbone ou l’aluminium. Un fabricant de vélos m'a également dit que la durée de vie utile des motos "hautes performances" était de moins de 10 ans, ce qui semble ne pas correspondre à l'article sur la durée de vie des vélos en fibre de carbone, qui leur donne une durée de vie illimitée. J'aime acheter mes vélos légèrement usés en pensant que je peux me permettre un vélo beaucoup plus agréable. savoir si un vélo est en sécurité?

Il est un peu plus difficile de déterminer la sécurité de la fibre de carbone que l'acier ou l'aluminium (lorsqu'un contrôle visuel approfondi révèle normalement les graves défauts, ainsi que des vérifications de l'étanchéité du casque micro). , vous avez vraiment besoin d’une évaluation professionnelle. Bikeradar a quelques conseils pour inspecter les vélos en fibre de carbone - les points clés sont les zones de collage et essentiellement les endroits où le stress s'accumule et le fait de s'assurer que le vélo n'a pas été écrasé auparavant. Il existe de nombreux guides sur l'achat en ligne de vélos d'occasion et des contrôles de sécurité à effectuer.

Pour ce qui est de la durée de vie, en particulier dans le cas d’un vélo haut de gamme en fibre de carbone, la durée de vie dépend de son utilisation. Un accident peut faire beaucoup plus de dégâts à un vélo haut de gamme en fibre de carbone qu'à un vélo plus bas en acier / aluminium (en raison de la vitesse probable accrue et de la réduction de poids). Il y avait une question précédente ici qui a mis en évidence la durée de vie des vélos en fibre de carbone (fourches en particulier), que vous devriez lire. En particulier, l' article de Zinn est utile.

Vous pouvez effectuer une inspection minutieuse du vélo et de ses composants, y compris un démontage. Je n'ai acheté qu'un seul vélo d'occasion. Après cela, je l'ai déchiré en morceaux et tout inspecté. J'ai fini par remplacer une roue à cause de fissures autour d'un trou de rayon sur cette plate-forme.

En ce qui concerne les fourches en matériaux mixtes, c'est une pratique assez courante. Je n'ai pas de chiffres précis à l'appui, mais je n'ai jamais entendu parler du taux d'échec de ces fourches comme étant différent de toutes les fourches au carbone.

En ce qui concerne le "carbone", il y a autant de variations sur le marché que dans n'importe quoi. Il y a des années, on supposait que les premiers cadres en carbone étaient un peu plus jetables et surtout pour les coureurs d'élite qui remplaçaient leurs vélos tous les deux ans environ. Il existe actuellement des sociétés qui fabriquent des vélos de course de descente en carbone extrêmement épais et durable qui prendront la même chose que de battre un cadre en aluminium et dureront aussi longtemps. Je dirais qu'un endroit à regarder est la garantie de la compagnie. De nombreuses entreprises offrent maintenant des garanties à vie, même sur leurs cadres en carbone.

Je devrais rapidement définir quelques mots pour éviter toute ambiguïté dans ce qui suit:

Fort == Force / Section transversale.

Durable == énergie de déformation (déformation) dans le matériau avant la rupture.

Endurance Limit == Asymptote où la contrainte alternative ne diminue pas avec des cycles de charge supplémentaires

A votre question: Agent de liaison

Le liant est (en théorie) aussi solide que l’époxy en fibre de carbone, mais structurellement, c’est le matériau le plus faible du joint.

Fibre de carbone >> Aluminium >>> Agent de liaison ou époxy

N'oubliez pas que la fibre de carbone est composée d'une fibre de carbone semblable à un tissu imbibé d'un époxy (un autre agent de liaison), qui collent efficacement des feuilles de carbone. À une échelle macro, les fibres de carbone transfèrent l'essentiel de la force et l'époxy est juste là pour maintenir les fibres de carbone ensemble. À l'échelle micro, seuls l'époxy et l'agent de liaison sont liés. Je ne peux pas parler en ce qui concerne des agents de liaison spécifiques ou des fabricants de vélos, mais d'un point de vue technique, l'agent de liaison devrait être aussi fort et durable que l'époxy en fibre de carbone, bien que plus faible que les fibres de carbone individuelles ou l'aluminium.
Tandis que le liant et l'époxy ont une résistance proche, la zone / l'agent lié est le matériau le plus faible du joint: à la micro-échelle, les déformations (déformations) et les contraintes sont les plus importantes et la défaillance commence à la macro-échelle.

Pour votre prochaine question: durée de vie

Les matériaux avec une limite d'endurance ont une durée de vie en fatigue illimitée (pour un poids maximal du cycliste) en théorie. La fibre de carbone et l'acier ont une durée de vie en fatigue infinie ... En théorie. Si les contraintes sont inférieures à la limite d'endurance, le matériau ne s'affaiblit pas et peut subir des cycles contrainte / charge théoriquement infinis. D'autres alliages non ferreux tels que l'aluminium n'ont pas de limite d'endurance, le matériau continue de s'affaiblir avec des cycles de contrainte / charge supplémentaires; à terme, ils sont destinés aux fabricants de vélos défaillants. Les fabricants de vélos conçoivent des cadres en aluminium qui durent bien au-delà de ce que quelqu'un pourrait conduire pendant la durée de vie utile du vélo.

En réalité, de nombreux facteurs affectent la durée de vie en fatigue et la résistance des matériaux. Les égratignures (même les plus petites) sont une cause fréquente d’échecs importants dans le développement / la propagation de tous les matériaux. Les cadres en alliage souffrent de soudures incomplètes ou de mauvais traitements thermiques lors de la fabrication en tant que causes possibles de défaillance; les ruptures d'alliages ne sont généralement pas catastrophiques (et plus sûres) car le métal se plie (donnant un avertissement évident et ample) avant de se briser en deux.

La fibre de carbone est de plus en plus sensible aux impacts. Lorsque les alliages se plient, le carbone est fragile et peut se fissurer ou se délaminer (là où les couches se séparent, d’abord à l’échelle micro, ce qui entraîne des fissures et des ruptures à l’échelle macro. Le carbone (et les défaillances composites en général) sont de nature plus catastrophique, car le carbone est plus fragile et il y a peu de temps avant que le carbone ne se divise en deux. Les vides (petites poches d'air emprisonnées entre les couches de carbone) pendant la fabrication sont présents Les rayons UV et la chaleur extrême, ou les huiles et les solvants peuvent dégrader l'époxy / liant.

En pratique, l'utilisation normale du vélo conduit à des échecs - c'est-à-dire. Manipuler le cadre avec de la terre et du sable dessus, une roche soulevée par un pneu a un impact sur le cadre, vous tombez, le cadre est rayé dans la voiture ou sur le support, faites votre choix. Ainsi, alors que les matériaux eux-mêmes ont une durée de vie en fatigue infinie, la vie se produit et les échecs se produisent; Les fabricants de vélos modifient continuellement leurs conceptions et leurs techniques pour éviter les échecs réels, mais ils se produisent.

En achetant un vélo usagé, inspectez-le en personne et assurez-vous que le propriétaire en prend bien soin. J'ai aussi acheté mon vélo d'occasion - personnellement, je pense que c'est la voie à suivre - mais il existe un certain niveau de risque inévitable.

La réponse ici ne concerne pas la résistance du carbone par rapport à l’aluminium mais au collage. À la fin des années 1990, j’ai travaillé avec des vélos de montagne K2 Carbon (après-vente) munis de pattes d’aluminium à l’arrière (pour maintenir la roue arrière) collées à un bras oscillant arrière en carbone.

Lors du test de l'un de mes produits, nous avons monté les freins à disque sur les circuits d'abandon, mais nous avons rencontré des problèmes de décollement du carbone - ceci était dû à la chaleur excessive du frein à disque qui affaiblissait la "colle" liant le carbone à l'aluminium. Nous avons repensé le produit pour éviter le transfert de chaleur.

Je réponds donc à la question suivante: l’agent de liaison du carbone en couches à l’aluminium présente une faiblesse liée au temps et à la chaleur. Cependant, la bonne nouvelle est qu’ils peuvent être rebouclés tant qu’ils ont survécu à la collision.