Quais são os prós e os contras entre uma estrutura de alumínio e carbono?

Estou atrás de uma bicicleta de montanha e a reduzi ao Cannondale F29 (com base nos comentários, além de gostar da aparência da bicicleta).

Minha pergunta é: devo ir para a bicicleta de carbono ou a moto de liga leve? Eu tenho 1,80m e peso cerca de 125kg; sei que o carbono é muito forte, mas ouvi dizer que quando ele sai, ele se encaixa (em vez de liga que dobra).

Você acha que isso é uma preocupação válida?

Quais são os prós e os contras de cada um?

Eu tenho estudado bastante isso e perguntado nas lojas de bicicletas locais, enquanto estou procurando uma bicicleta de estrada moderna. Em termos de falha - o alumínio e o carbono são bastante frágeis, em comparação com o aço, e pelo que ouvi (todos não substanciados), ambos são tão propensos a falhas quanto os outros hoje em dia. Aço também pode falhar lembre-se! Eu estaria interessado em um artigo bem reserached em taxas de falha de diferentes materiais de armação! Bem cuidados, os dois tipos também podem durar muito tempo.

Uma loja de bicicletas me disse que as trincas de fibra de carbono podem ser reparadas até certo ponto, aparentemente injetando resina nas trincas e unindo-as novamente. O alumínio pode, aparentemente, ser mais difícil de soldar. No entanto, ele estava tentando me vender uma bicicleta de fibra de carbono!

Em teoria, a fibra de carbono pode ser construída para que a estrutura tenha propriedades diferentes - rígida onde precisa ser rígida e mais flexível onde isso for necessário. Pode dar um passeio mais suave que o alumínio.

No entanto, quando se trata disso, suspeito que você possa obter molduras mal feitas de qualquer um dos materiais! Você pode tentar montar os dois modelos e ver qual prefere?

Edit: Aqui está um vídeo de dois quadros sendo testados. Não é a mais científica de todos os tempos, mas essa armação de carbono em partículas exige mais publicação do que aquela armação de alumínio em particular. Faça disso o que quiser! http://www.pinkbike.com/video/243228/

O carbono é visto como caro e leve, enquanto o alumínio é mais pesado e mais barato. Ambos são, para todos os efeitos práticos, mais do que robustos o suficiente para o trabalho. No ponto de preço que você está procurando (para uma cauda dura), o carbono não é mais inteligente e superior em todos os aspectos.

Se você está preocupado com o modo de falha, é provável que ambos falhem catastroficamente um com o outro, embora por razões diferentes. O alumínio irá fadiga e estresse por crack, depois falhará, enquanto o carbono tende a falhar devido a danos causados ​​pelo impacto.

Não se preocupe com o quadro falhando, acontece, mas, para ser honesto, já vi muitos caras em bandagens, elencos e hospitais com bicicletas totalmente capazes de pedalar, e nunca conheci pessoalmente alguém que se machucou gravemente ao quebrar um quadro.

Por acaso, possuo duas bicicletas de montanha quase idênticas, além do quadro. Um alumínio (Orbea) com garfo de fonte de carbono Niner. E o outro é um Niner todo em carbono com garfo dianteiro em carbono Niner. Eu estava procurando por uma armação de carbono Niner e encontrei uma bicicleta inteira em um acordo que comprei. Ambos são de velocidade única e sem câmara de ar. O carbono todo tem 2,1 pneus em comparação com 2,25 no alumínio.

O carbono simplesmente monta e executa melhor

• Passeio mais suave
• Ação de pedal mais eficiente
• Mais leve - mais fácil de pular na extremidade frontal e traseira
• Pegue os solavancos mais agradáveis ​​A
  mesma seção de raízes / rochas, fico mais ricocheteando menos no carbono e ele tem pneus menores

Custo

• Advantage aluminium

Passeio

• Vantagem em carbono.
  Tem mais flexibilidade e para cima e para baixo.

Eficiência do pedal

• Vantagem em carbono.
  Tem menos flexibilidade de um lado para o outro. O carbono pode ter um padrão de flexão assimétrico.

Longevidade

• Vantagem em carbono.
  Fatos de alumínio. O carbono não cansa. Você monta uma bicicleta de alumínio por tempo suficiente e ela falha.

Falha catastrófica

• ????
  É aqui que acho que o alumínio recebe o que considero uma vantagem falsa. Se eu esmagar uma lata de alumínio, o que fazer se ela não se romper - falhará. Se você enfatizar o alumínio além do limite de escoamento, ele pode não quebrar, mas falha do que chamo de maneira catastrófica em relação ao motociclista. Estresse o alumínio além do limite de elasticidade e ele se deforma significativamente e você está caindo. O pneu dianteiro toca no chassi e você desce. O quadro / garfo deve ser substituído. De uma perspectiva do piloto, que é um fracasso catastrófico. Por definição estrita, um cientista material diria não que não é uma falha catastrófica, pois o alumínio se deformou plasticamente - isso não foi uma falha frágil. Portanto, para ser justo, julgue o alumínio versus o carbono no ponto de escoamento. E você precisa medir essa bicicleta para andar de bicicleta, mas na maioria das vezes a bicicleta de carbono terá um limite de rendimento mais alto.

Ding

• Vantagem em alumínio.
  Se você levar um martelo para uma bicicleta, poderá matar um carbono primeiro. Não leve um martelo à sua bicicleta.

Quando os garfos de carbono foram lançados, houve muito medo, eles não são tão fortes. Um garfo exige muito estresse e você vê muitos garfos de carbono hoje.

Alumínio vs. Bicicletas de carbono

Vi vídeos de uma estrutura de alumínio estalando na solda, onde o eixo vertical dianteiro (onde o garfo está montado) corta as duas barras horizontais / transversais. Embora essas pessoas estivessem dando muitos saltos em suas bicicletas de montanha.

Acho que você terá problemas com o encaixe em ambos os casos. Vários fatores entram em jogo aqui. Qualidade do material (misturas, purezas, perfurações, etc), como o material foi formado (fundido, vazado, sinterização a laser de metal, etc), a qualidade das soldas ou colas que o mantêm unido (suponho que eles usem alguma forma colagem de fibra de carbono), espessura do material, projeto de construção e alguns outros fatores.

O maior benefício que você obtém de qualquer material sobre o aço é o baixo peso, com a fibra de carbono sendo a mais leve de longe. O próximo benefício é corrosão / ferrugem. O alumínio não enferruja. Mas pode ser corroído. A fibra de carbono não é um metal, portanto a ferrugem não tem possibilidade. Mas eu pensaria que seria mais sensível a ácidos e bases quando se trata de corrosão.

A maior vantagem dos aços é a flexibilidade, ela dobra muito mais antes de quebrar.

Eu tenho usado bicicletas de alumínio recentemente e elas são bastante leves para mim no meu mountain bike. Eu não faço grandes saltos (neste momento). Então, eu não sei como isso aguentaria isso. Mas eu vejo isso aguentando muito bem.

E se eu estivesse dando muitos saltos, iria querer algo com peso suficiente para poder mantê-lo mais facilmente debaixo de mim. Eu ficaria preocupado que a fibra de carbono fosse tão leve que eu pudesse perdê-la com um vento forte no ar, se eu soltasse muito o aperto.

Eu vou dizer isso Essas bicicletas de estrada de fibra de carbono são assustadoras. Eu nunca pensei que seria capaz de pegar uma bicicleta com um dedo até ver um deles.

Quanto à resistência ao impacto: os materiais que cedem antes da falha absorvem mais energia. Os carros passam nos principais testes de colisão porque são feitos de aço laminado a frio. Essa propriedade reduz a carga G sobre as vítimas como nada mais. A propriedade do material mais intimamente relacionada à capacidade de absorção de energia é chamada alongamento. O alongamento é o que acontece antes que o material realmente se desfaça, mas DEPOIS de começar a ceder. A fibra de carbono tem muito pouco alongamento, enquanto 6061-T6 tem 10 a 13%. Os engenheiros sabem disso, portanto, todo tipo de trabalho está sendo feito para melhorar a absorção de energia de CF, por exemplo, usando PEEK como resina. O CF absorve um pouco de energia, especialmente quando carregado em cisalhamento, mas não é assim que um tubo de estrutura de diamante é basicamente carregado. Os membros são carregados em tensão e compressão, embora exista alguma flexão torcional, particularmente perto do tubo da cabeça. As pernas do garfo quase não têm cisalhamento, daí a reclamação de que os garfos CF simplesmente se encaixam. Os garfos IMO CF são perigosos em comparação com a maioria dos garfos de alumínio

Uma pergunta é se a fibra de carbono é o material certo para, digamos, quadros de BMX. A GT criou uma estrutura de viga de caixa bonita chamada UB2. O problema era que os pilotos da fábrica não usavam e voltavam ao alumínio, pelo menos por um tempo, porque o que eles disseram que o UB2 era lento, principalmente fora do portão. Tendo aprendido recentemente sobre esta reclamação, estive investigando se a propriedade viscoelástica da resina na fibra de carbono estava possivelmente absorvendo a energia do condutor e parece provável que sim. Temos outra pista, porque as estruturas de estrada feitas de fibra de carbono são elogiadas por suas qualidades de amortecimento e, portanto, pode haver uma vantagem para uma estrutura de estrada que é realmente uma desvantagem no início de um portão. Alguns dos principais ciclistas profissionais de BMX também aderiram ao alumínio, e podemos ter uma idéia do porquê disso. O conteúdo de resina das estruturas de fibra de carbono é de 40 a 50% e, na direção de cisalhamento e torção, os polímeros reforçados com fibra de carbono absorvem até 8 vezes mais energia que o alumínio, cerca de 3-4%. De fato, os plásticos são usados ​​em conjunto com os metais para amortecer as vibrações e a energia. Tem um nome que é "amortecimento de camada restrito". Você coloca material viscoelástico no sistema estrutural e ele amortece o sistema e reduz as tensões dissipando energia