Алюминий более хрупкий чем сталь. Механические свойства стали и алюминиевых сплавов. Прочность и деформативность. Складные велосипеды с алюминиевой рамой

Отредактировано: 02.02.2017

Мы продолжаем серию статей о различных материалах, используемых при производстве велосипедных рам. В прошлой статье мы поговорили о велосипедах на основе стальных рам.

В современном мире для изготовления рам велосипеда используют следующие материалы:

• (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
• Алюминиевые сплавы (Alloy )
• (Titanium)
• (углепластик, Carbon fiber)
• Различные редкие, экспериментальные и материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

В этой статье мы рассмотрим свойства рамы, изготовленной из алюминиевых сплавов.

Сам термин алюминиевая рама не совсем правильный. Алюминий в чистом виде не применяется - он слишком мягкий. Под этим термином подразумеваются сплавы с другими металлами: цинком, медью, магнием, марганцем и т.д.

Один из больших плюсов алюминиевых рам - их малый вес. Именно поэтому велосипеды с такими рамами быстрее набирают скорость, на них легче подниматься в гору. Однако, это же дает и отрицательный эффект в виде потери наката, т.е. когда велосипедист прекращает вращать педали байк быстрее останавливается.

Преимущества алюминиевой велосипедной рамы:

• Меньший вес , по сравнению со стальными рамами, и как следствие этого хорошие разгонные характеристики.
• Почти абсолютная коррозийная стойкость - такие рамы не ржавеют от слова «вообще».
• Высокие скоростные характеристики : легче набрать скорость и ехать в гору.

Недостатки велосипедной рамы из алюминиевых сплавов:

• Жесткость . Алюминиевая рама практически не гасит вибрации, и все неровности дороги передаются на руки и через пятую точку на позвоночник, особенно если еще и вилка жесткая, а не амортизационная.
• Быстрая потеря наката . Из-за меньшего веса, как только байкер перестает крутить педали, велосипед быстро теряет свою скорость, в отличие от велосипеда со стальной рамой.
• Недолговечность . Если велосипед эксплуатируется активно, то через несколько лет резко возрастает вероятность получить трещину. А лет через 10 обычного катания рекомендуется регулярно осматривать байк перед поездкой на их наличие. Производители чаще всего дают гарантии на рамы из алюминиевых сплавов в пределах 5-10 лет.
• Более чувствительны к ударам и падениям , чем стальные и титановые рамы. Все-таки алюминий мягче стали и удар, который сталь даже не заметит - на алюминии может оставить вмятину.
• Неремонтопригодность . Сварить алюминиевую раму слишком сложно, да и уверенности в ее прочности это, на самом деле, не прибавит - надежнее купить себе новую.
• Высокая цена.

Виды алюминиевых сплавов, использующихся при изготовлении велорам.

Немного остановимся на видах алюминиевых сплавов, использующихся для изготовления велосипедных рам.

Марок алюминиевых сплавов достаточно много (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 и т.д.), но наиболее часто в велосипедостроении используются марки 7005T6 и 6061T6 (аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97).

Их еще называют сплавы шести- или семитысячной серии.

Использование в названии букв «Т6» говорит о том, что материал прошел термическую обработку.

Например, при термической обработке сплава 6061 изделие из него нагревают до 530 °С, затем интенсивно охлаждают водой. Затем его в течении 8 часов при температуре около 180 °С искусственно старят. После такой обработки сплав 6061 уже обозначают 6061-Т6.

Сплав 7005 при термической обработке охлаждают не водой, а воздухом.

Например, в приведенной ниже таблице видно состав металлов в сплавах и как изменяются их физические характеристики после термической обработки.

В таблице:

Предел прочночти на разрыв - это нагрузка, при превышении которой происходит разрушение изделия.

Алюминий и нержавеющая сталь могут выглядеть похожими, но на самом деле они совершенно разные. Запомните эти 10 различий и руководствуйте ими при выборе типа металла для вашего проекта.

1. Соотношение прочности и веса. Алюминий обычно не такой прочный, как сталь, но при этом он гораздо легче. Это основная причина, почему самолеты сделаны из алюминия.
2. Коррозия. Нержавеющая сталь состоит из железа, хрома, никеля, марганца и меди. Хром добавляют в качестве элемента для обеспечения коррозионной стойкости. Алюминий обладает высокой стойкостью к окислению и коррозии, главным образом, благодаря специальной пленке на поверхности металла (пассивирующему слою). Когда алюминий окисляется, его поверхность становится белой и иногда на ней появляются впадинки. В некоторых экстремальных кислотных или щелочных средах алюминий может подвергнуться коррозии с катастрофической скоростью.
3. Теплопроводность. Алюминий имеет гораздо лучшую теплопроводность, чем нержавеющая сталь. Это одна из основных причин, по которой он используется для автомобильных радиаторов и кондиционеров.
4. Стоимость. Алюминий обычно дешевле, чем нержавеющая сталь.
5. Технологичность. Алюминий довольно мягкий и легче режется и деформируется. Нержавеющая сталь более прочный материал, но с ним тяжелее работать, так как он поддается деформации с большим трудом.
6. Сварка. Нержавеющая сталь относительно легко сваривается, в то время как с алюминием могут возникнуть проблемы.
7. Тепловые свойства. Нержавеющая сталь может использоваться при гораздо более высоких температурах, чем алюминий, который может стать очень мягким уже при 200 градусах.
8. Электрическая проводимость. Нержавеющая сталь - действительно плохой проводник по сравнению с большинством металлов. Алюминий – напротив, очень хороший проводник электричества. Из-за высокой проводимости, малой массы и коррозионной стойкости высоковольтные воздушные линии электропередачи обычно изготавливаются из алюминия.
9. Прочность. Нержавеющая сталь прочнее алюминия.
10. Влияние на продукты питания. Нержавеющая сталь в меньшей степени вступает в реакцию с продуктами. Алюминий может реагировать на продукты, которые могут влиять на цвет и запах металла.

Все еще не знаете, какой металл подходит для ваших целей? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте или приезжайте в наш офис. Наши менеджеры по работе с клиентами помогут вам сделать правильный выбор!

В разделе на вопрос Что крепче: Сталь или Алюминий? заданный автором Посоловеть лучший ответ это Такого понятия в физике нет.

Ответ от Максим [гуру]
Определённо алюминевый сплав, вобщем по прочности почти одинаково, но вес алюминевого сплава грубо говоря как пух, у меня велик такой, на всех бардюрах летаю. .
вобщем алюминь 100% верняк..

Ответ от Простокваша [мастер]
Сталь

Ответ от Карагач бала [гуру]
Жопа. Можно бить и сталью и алюминием и не сломается.

Ответ от Европейский [гуру]
поролон ёпта

Ответ от А. Ю. [гуру]
знаешь дружок у меня в 64
куда крепче

Ответ от Ёергей Потасов [гуру]
Смотря как сравнивать, в каких условиях и по каким критериям.
Колёса Кьюриосити, несмотря ни на что, сделали из сплава алюминия.

Ответ от QWERTY [гуру]
по жесткости конечно 300% сталь

Ответ от Ўрий Иванов [гуру]
Сталь. У нее и твердость и прочность выше.

Ответ от Tester [гуру]
Как то по ящику слышал выражение
-броня на основе алюмин сплава- по Звезде про какой то БМП

Ответ от Инженер [гуру]
По абсолютной прочности прочнее стали ничего в макромасштабах не придумали.
По удельной прочности (предел прочности/ удельный вес) алюминиевые сплавы у сталей выигрывают.
Удельная прочность для летающих, спортивных и специальных применений нужна.
И титановые сплавы и композиты далеко алюминиевые сплавы по удельной прочности опережают.
P.S. Для справки. Самый прочный алюминиевый сплав В96Ц-1 предел прочности 730 МПа.
Даже в обычных конструкционных сталях предел прочности порядка 1100-1200 МПа, а высокопрочные далеко за 1500 МПа.

К недостаткам традиционно относят коррозию стали. Однако в случае с детским велосипедом это не так актуально. Ведь дети растут, и соответствующая возрасту модель понадобится быстрее, чем появятся первые пятнышки ржавчины. Если посмотреть на предложения магазина ХХХ, видно, что большинство детских моделей имеют стальную раму.

Алюминиевая рама: за и против

Первое и главное преимущество, которое назовет любой продавец: алюминий намного легче стали. Когда велосипед нужно поднять и пронести на какое-то расстояние, вес имеет значение. Ну, а то, что алюминиевые сплавы боятся коррозии меньше, чем стальные, знает каждый школьник. Управлять таким великом легко, он послушный и динамичный.

При всей привлекательности, нюансы велосипеда с алюминиевой рамой ребенок почувствует при первой попытке езды. Малейшая неровность дороги ощущается всем телом, особенно при небольшом весе малыша. Некоторые производители снабжают переднюю вилку амортизатором, что решает проблему вибрации. Плохой накат – второй минус, актуальный для детей, которые уже хорошо освоили этот транспорт. Разогнаться и долго ехать за счет инерции, не прокручивая педали, вряд ли получится.

Алюминиевые сплавы прочные, но имеют свойство накапливать «усталость». Уж если с рамой приключилась поломка, починить не так просто. Аргоновую сварку придется поискать, и обойдется она недешево. Для повышения надежности используют баттинг – технологию, при которой трубка в некоторых местах имеет утолщенные стенки. Визуально алюминиевая рама всегда отличается большей толщиной.

В сплавах, помимо самого алюминия, присутствуют цинк, кремний, кадмий, медь. Маркируются они четырехзначными цифрами, в которых зашифрован состав сплава (к примеру, 7005 имеет в составе цинк). Продвинутые райдеры посоветуют раму из титана или углепластика, однако детских моделей с такими рамами не производят.

Так что же выбрать? Однозначного ответа нет. Определиться поможет список ваших приоритетов и небольшой тест-драйв.

• "кроватное железо" низкоуглеродистая сталь
• легированная сталь
• алюминиевые сплавы
• титан
• композитные сплавы
• экзотические материалы

Рассмотрим подробнее каждый материал и расскажем о их плюсах и минусах

Самым дешевым материалом является так называемое "кроватное железо", на самом деле это даже не чистое железо, а низкосортная сталь. Это основной материал для прогулочных велосипедов, так же из него в основном делают подделки основных брендов горных велосипедов. Отличительной чертой велосипедов из этого материала является большой вес рамы, самые популярные производители из Индии и Китая. Хотя мы тут и наговорили на железо, но это первый материал из которого начинали делать велосипеды. Так бесшовные рамы из железа стали делать еще в XIX веке. А трубы с переменным сечением по технологии чем выше нагрузка тем толще будут стенки впервые произвели в 1935 году, а в наше время эту технологию назвали "баттинг". Немало хороших производителей делают рамы из легированной стали этот материал лучше, дороже и не такой тяжелый.

Рассмотрим основные плюсы стальных рам

• Большой опыт работы со сталью сильно улучшил технологию работы с ней. Из нее можно сделать любую форму труб для рамы и добиться качественной сварки или пайки. И поэтому многие производители дают пожизненную гарантию на рамы из стали, когда алюминиевые часто встречаются с гарантией в 5 лет.
• Легированная сталь обладает очень высокой усталостной прочностью. И могут выдержать миллионные циклы под нагрузкой. И заметить износ стальной рамы легче, она не лопается как алюминиевая, а постепенно через трещины намекает о своей замене.
• Высокий модуль упругости дает возможность проектировать рамы тоньше алюминиевых сохраняя туже жесткость.
• Высокий показатель гашения вибраций позволял делать велосипед без амортизации, и ошибки в проектировании не особо заметны, в то время как в алюминиевых рамах есть такое понятие как "козлить", когда неправильная геометрия приводит к большим скачкам даже при малейших препятствиях (маленький камушек и т.д.)

Что ж сталь хороший вариант для длительных изнурительных поездок, но велосипеды на стальных рамах в основном нижнего ценового диапазона и выбрать хорошего железного коня очень трудно. Все внимания на алюминий и почему так читайте дальше.

Это самый распространенный материал для производства рам. Одним из факторов этого является низкая себестоимость производства, так есть рамы из алюминия которые выходят с завода по стоимости 25$ за штуку. Несмотря на то что характеристики алюминия намного хуже стали он все же более популярен. И кроется это в его весе. Так у стали удельный вес стали 7,85 грамм на кубический сантиметр, а у алюминия всего 2,7 грамма. Если вспомнить уроки физики, то чем больше диаметр трубы тем выше ее жесткость, а если точнее тут кубическая зависимость, увеличение диаметра в 2 раза даст прирост жесткости в 8 раз. С толщиной стенки все проще тут линейная зависимость двойное увеличение толщины даст двойное увеличение жесткости. Но так как толщину стенки нельзя уменьшать бесконечно, алюминий выигрывает у железа. Минимальная толщина стенки стальной рамы 0,4 мм, алюминия 0,8 мм, при этом сталь намного тяжелее.

Формы алюминиевых рам очень различны, а благодаря технологии гидроформирования можно не прибегая к сварке делать различные утолщения в трубах единой конструкции. Что увеличивает надежность (отсутствие швов от сварки) и упрощает технологию производства.

К достоинствам алюминиевых рам следует отнести: низкая стоимость, высокая жесткость, меньше цена и вес. К недостаткам: малый срок жизни, ломаются без видимых предупреждений, хорошо чувствуется тряска.

Лучшие достоинства стали и алюминия сочетает в себе титан. Около 40% меньше вес чем у стали. Устойчивость к коррозии. Но есть одно но, жесткость титана ниже стали и это компенсирует большим диаметром труб, но даже этот вариант делает эти рамы легче стальных. Среди титановых рам отличают 2 самых популярных сплава с алюминием и ванадием: 3Al/2.5V и 6Al/4V. Первый менее прочный и более тяжелый, но и цена у него намного меньше. Титановые рамы как и стальные хорошо гасят вибрацию. Правда эти рамы не совсем подходят новичкам, во первых большая цена из за сложного процесса производства (создать раму с указанными свойствами очень трудно) и дороговизны материала, во вторых почувствовать разницу они не смогут не испробовав рамы с других материалов. По этому новичкам советую склонится в сторону алюминия.

Последнее время популярность карбоновых рам стремится вверх. В магазинах даже можно найти составные с алюминия и карбона. Это самые легкий материал для рам удельный вес всего 1,76 грамм на кубический сантиметр. Большая прочность (в 7 раз больше стали) и высокая жесткость (в 3 раза больше стали), хорошее поглощение вибраций делают карбоновые рамы лучшим выбором для производства велосипедов. Технология производства основана на армированном композите: углеродная матрица армированная углеродной тканью. Производство требует больших затрат энергоресурсов и времени. Всю конструкцию в конечном итоге карбонизируют в вакуумной печи при высоких температурах (1200°C - 2500°C). Единственный минус карбон плохо держит нагрузки во всех направлениях кроме направления волокон, поэтому боковые удары не желательны, но если меньше падать все хорошо, ну и долговечность меньше чем у алюминия или стали. Но над этим вопросом работают и возможно в скором времени карбон перегонит и сталь.

На вопрос какую же раму выбрать однозначного ответа мы не дадим, Учитывая высокую цену карбоновых и титановых рам для новичков мы бы посоветовали взять сначала алюминиевую раму. И уже набравшись опыта и осознав что вам нужно от велосипеда выбирать более дорогие решения в зависимости от ваших требований.

Велосипеды с алюминиевой рамой - одни из самых распространенных на современном рынке. Обусловлено это легкостью материала в сочетании с низкой себестоимостью. Если у стали удельная масса составляет 7,8 грамма на кубический сантиметр, то у алюминия этот показатель - порядка 2,7 грамма. По утолщению стенок этот материал также выигрывает у железа, поскольку минимальный параметр составляет 0,8 мм, при этом весить изделие будет меньше, чем стальная рама толщиной 0,4 мм. Надежность дополнительно увеличивается благодаря отсутствию сварных швов. Кроме того, могут выполняться в различных конфигурациях. Рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.

Описание

Велосипеды с алюминиевой рамой благодаря малому весу быстрее набирают скорость, на них легче преодолевать подъемы. По этой же причине байк быстрее останавливается после того, как наездник перестает крутить педали. Алюминий в чистом виде не используется, под этим материалом подразумевается сплав его с цинком, марганцем, никелем, медью или магнием.

На таких велосипедах сложнее входить в крутые повороты, поскольку они жестче стальных аналогов, не так хорошо могут изгибаться. По причине жесткости рамы энергия от усилий велосипедиста передается на колеса с меньшими потерями. Такие тонкости играют роль для профессионалов, у любителей это не критичный показатель. Заметной становится более жесткая и менее комфортная езда. Велосипеды с алюминиевой рамой практически не гасят колебания, передаваемые на седло и руль на неровных поверхностях и кочках. Для такого байка требуется хороший амортизационный узел и удобное седло. Это позволит часть ударов нивелировать, что благоприятно скажется на перемещении.

Плюсы

Начнем с преимуществ рассматриваемого изделия. К ним относятся:

• Небольшая масса, позволяющая улучшить скоростные характеристики и разгон.
• Максимальная устойчивость к коррозийным процессам.
• Высокие ходовые характеристики даже при движении на подъем.

Минусы

Велосипеды с алюминиевой рамой имеют ряд недостатков, а именно:

• Высокую жесткость, что особенно ощущается на моделях без амортизационной вилки.
• Быструю потерю наката. По причине малого веса байк останавливается быстрее, чем аналог со стальной рамой, после того как велосипедист прекращает крутить педали.
• Небольшой рабочий ресурс при активной эксплуатации. Уже через несколько лет могут появиться трещины. Изготовители дают гарантию от 5 до 10 лет, но после этого срока рекомендуется смазывать деталь для проверки возможных деформаций.
• При падении на алюминиевой раме выше вероятность появления вмятин.
• Плохую ремонтопригодность. Сварить такую деталь весьма проблематично, лучше приобрести новую.
• Довольно высокую цену.

Складные велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже перечислим несколько популярных марок этого типа и назовем их краткие характеристики:

1. Дорогой городской байк Strida SX отличается оригинальным экстерьером. Он складывается до размеров компактной тележки, которую можно транспортировать своим ходом. Руль также может трансформироваться. К плюсам велосипеда относится то, что тросы и провода спрятаны в полости рамы, его легко собирать, имеется багажник, дисковые тормоза . При хорошей маневренности аппарат весит всего 11,6 кг. Среди минусов - небольшая грузоподъемность, узкие колеса, плохая амортизация.
2. Smart 20. Стильный городской байк, считается одним из лучших в своей ценовой категории. Может без проблем эксплуатироваться женщинами. Среди достоинств - прочная рама, удобный механизм трансформации, наличие катафотов и прочих аксессуаров. К недостаткам относится отсутствие ручного тормоза и качество центровки крыльев.
3. Велосипед «Стелс». Алюминиевая рама модели «Пилот-710» не мешает мягкости хода. Транспорт хорошо набирает скорость накатом, имеет сдержанный дизайн, в сложенном положении помещается в багажный отсек любого автомобиля, оснащается в базовой комплектации багажником и защитой цепи. Недостатки заключаются в наличии широкого руля и неудобной посадке для высоких людей. Целевое предназначение модификации - городские поездки.

Детские велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже представлено краткое описание некоторых детских и подростковых моделей:

• Mars. Этот велосипед рассчитан на детей от 3 лет. В комплекте идут дополнительные полиуретановые колеса. Рама и вилка изготовлены из алюминиевого сплава, имеется регулятор высоты руля. Диаметр колес - 12 дюймов, масса модели - 4,5 кг.
• Forward Timba‏. Один из лучших для детей 6-9 лет. Обладает красивым дизайном, доступной ценой, защитой цепи и съемными страховочными колесами. К недостаткам можно отнести приличный вес (почти 14 кг), а также необходимость регулировки некоторых подвижных узлов.
• Shulz Max. Эти детские велосипеды с алюминиевой рамой относятся к средней ценовой категории. Масса байка составляет 14,3 кг. Ориентирован он на подростков 12-16 лет, имеет грузоподъемность до 110 кг. Преимущества модели заключаются в удобстве сборки/разборки, хорошем наборе скорости, оснащении 20-дюймовыми колесами и качестве. Среди минусов - некорректная заводская регулировка, тормозные колодки сомнительного качества.

Особенности

При выборе байка часто возникает вопрос о том, алюминиевую или стальную раму велосипеда выбрать. Итоговое решение зависит от финансовых возможностей покупателя, предназначения машины и субъективных требований пользователя. Стоит отметить, что при изготовлении алюминиевых конструкций применяются толстостенные трубы большого диаметра.

Это связано с тем, что, по законам физики, если размер трубы увеличить в два раза, ее жесткость повысится в восемь раз, а при увеличении толщины стенки в два раза показатель жесткости увеличивается на такую же величину. Следовательно, из имеющихся вариантов повышение диаметра предпочтительнее.

Как правило, минимальная толщина стенки трубы на алюминиевой раме составляет 0,8 мм. Часто производители делают трубы методом баттирования или использования разных сечений, что также позволяет усилить изделие.

Используемые сплавы

Существует множество алюминиевых сплавов, из которых делают рамы для велосипедов. Наиболее распространенными являются марки 7005Т6 и 6061Т6. Индекс Т говорит о том, что материал прошел термическую обработку. К примеру, изделие из сплава 6061 нагревается до 530 градусов по Цельсию, затем активно охлаждается жидкостью. Далее на протяжении 8 часов материал искусственно старится при температуре 180 градусов. На выходе получается 6061-Т6. Аналог под номером 7007 охлаждается воздухом, а не водой.

Ниже приведены сравнительные характеристики материалов до и после термообработки (в скобках):

• Сплав 2014 (2014Т6) - прочность на разрыв составляет 27 (70) тыс. PSL, предел текучести - 14 (60), процент удлинения - 18 (13), твердость по Бринеллю - 45 (135).
• Аналогичные показатели материала 6061 (6061Т6) - 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

В первом сплаве используется 4,5 % меди, 0,8 % углерода и марганца, 0,5 % магния. Второй материал включает в себя 1 % магния, 0,6 % кремния, 0,3 % меди, 0,2 % хрома, около 0,7 % железа.

В заключение

Прочнее всего велосипед 16”, алюминиевая рама которого сделана из сплава 70005 или 7005. Тем не менее аналог 6061 технологичнее, что позволяет изготавливать из него трубы со сложным сечением, а это повышает прочность изделия. Кроме того, такой алюминий лучше поддается сварке. При выборе типа учитывайте финансовые возможности и предполагаемое использование велосипеда. При правильной эксплуатации байк с рамой из любого материала, включая сталь, алюминий или карбон, прослужит довольно долго.

На протяжении многих лет сталь была самым распространённым материалом из которого изготавливались рамы велосипеда. В течении почти ста лет совершенствовались технологии производства и подбирались наиболее подходящие марки стали для рамы велосипеда. Наиболее распространёнными марками стали для производства рам являются те, которые содержат хром и молибден - легирующие элементы. Соответственно они называются хромомолибденовыми. В некоторых случаях для производства рам используют другие менее дорогие марки стали.

Преимущества стальных рам

1. Стальная рама за счёт пружинящих свойств металла хорошо гасит толчки и вибрацию на плохой дороге.
2. Ремонтнопригодность. При поломке стальную раму всегда можно отремонтировать и даже заменить отдельные элементы, используя сварочный аппарат.

Недостатки стальных рам

1. Большой вес - основной недостаток стальной рамы за счёт высокого удельного веса железа.
2. Подверженность коррозии. В процессе эксплуатации велосипеда защитное покрасочное покрытие рамы повреждается и в этих местах появляется ржавчина. Также коррозия может появиться на внутренней части труб рамы, поэтому требует регулярного осмотра и подкрашивания.

Рамы из сплавов алюминия

Наиболее распространённый материал на сегодняшний момент для производства рам велосипедов. В чистом виде алюминий не используется. Существует большое количество различных сплавов, содержащих в различном процентном соотношении кремний, магний, цинк и медь.

Преимущества рам из алюминиевых сплавов

1. Вес - основное преимущество. Рамы из алюминиевых сплавов изготавливаются из более массивных труб, чтобы уравнять их прочность со стальными, но всё равно они имеют намного меньший вес по сравнению со стальными.
2. Из за свойств алюминия противостоять окислению, рамы из него практически не подвержены коррозии. Исключение составляет езда на велосипеде зимой, когда дороги обрабатываются различными реагентами, которые могут взаимодействовать с алюминием.
3. Жёсткость. Алюминиевая рама обладает высокой жёсткостью, что позволяет легче управлять велосипедом.

Недостатки

1. Высокая цена. Алюминий всегда был дороже стали, плюс его сварка требует сложного технологического процесса, из за чего взрастает цена.
2. Сложный ремонт. Для сварки алюминия требуется аппарат аргонной сварки - дорогое удовольствие и не факт, что сварной шов выдержит последующие нагрузки.
3. Жёсткость рамы является и её недостатком: все выбоины и неровности дороги передаются на части тела велосипедиста.

Рамы из сплавов магния

Преимущества

1. Небольшой вес, даже легче, чем у алюминия и титана.
2. Высокая прочность. При меньшем весе имеют хорошую прочность.
3. Хорошо гасят вибрацию, как стальные рамы.

Недостатки

1. Цена.
2. Главным недостатком магния является его способность входить легко входить во взаимодействие с другими химическими элементами, что уменьшает их коррозийную устойчивость.

Рамы из сплавов титана

Рамы из такого материала как правило не изготавливаются массово, хотя довольно широко применяются, особенно в профессиональном велоспорте.

Преимущества

1. Высокая прочность.
2. При одинаковой прочности со сталью титан в два раза легче.
3. Не подвержены коррозии.
4. Хорошо гасят вибрацию от неровностей дороги.

Недостатки

1. Цена - основной недостаток, который сдерживает спрос на велосипеды с такими рамами.

Рамы из композитных материалов

Композитные материалы начали использовать в велосипедостроении, чтобы уменьшить вес велосипеда, не потеряв при этом прочность. Появлению карбоновых рам способствовало развитие химической промышленности в области полимеров.

Преимущества карбоновых рам

1. Малый вес.
2. Прочность.
3. Хорошо гасят вибрацию.
4. Не подвержены коррозии.

Недостатки

1. Боятся ударов, из за хрупкости материала.
2. высокая цена.

Также читать на эту тему:

Волновая рама – ещё один тип открытой рамы, где верхняя и нижняя трубы объединены в одну большего диаметра для увеличения жёсткости. Устанавливается на детские, женские и складные велосипеды…

Начальный материал – вискоза или полиакрилонитрил 24 часа выдерживается при температуре 250 °C в воздушной среде. При этом образуются молекулы полимера со сдвоенной цепью, так называемые лестничные структуры, похожие при проекции на лестницу. Здесь объясняется прочность карбона…

Сварка TIG с применением постоянного тока используется на стальных конструкциях, а на переменном для сварки алюминиевых деталей. Шов при таком способе получается чистым и ровным. Позволяет сваривать между собой тонкие детали, не прожигая их…

В – плечо устойчивости – параметр обусловленный углом наклона рулевой колонки и изгибом перьев вилки. h – дорожный просвет велосипеда – расстояние между центром оси педали и уровнем земли. L1 – длина шатунов – расстояние между центром кареткм и центром оси педали…

Колесо:
– обод;
– покрышка;
- спицы;
- клапан…

Главная » Выбор велосипеда » ​Какая рама на велосипеде лучше: сталь или алюминий

Алюминий, несомненно, обладает рядом неоспоримых достоинств, которые всем давно известны. Однако материал довольно сложный не столько в эксплуатации, сколько при монтаже. При эксплуатации алюминиевого сплава в фасадных подсистемах требуется неукоснительно следовать перечню довольно конкретных правил, которые обеспечат долгое и беспроблемное эксплуатирование в дальнейшем. Надо сказать, что в реалиях российского строительного рынка выполнить эти условия довольно сложно, особенно если учитывать тот факт, что поставщики алюминиевых подсистем зачастую недоговаривают о необходимости соблюдать данные правила

Итак, приводим Вам сравнительную характеристику стальных и алюминиевых подсистем.

* При большом скачке температуры расширение стали незначительно и составляет около двух миллиметров, а для алюминиевых систем этот показатель в два-три раза больше. Поэтому появляется необходимость монтировать некоторые соединения подвижными. Что касается использования стали, соединения являются фиксированными, а следовательно, они более надежные.

* Еще одно существенное достоинство стальной системы заключается в креплениях. В стальной системе абсолютно все кронштейны - несущие, а это означает, что весь листа распределен равномерно. При этом из первого пункта следует, что все крепления при этом являются жесткими и неподвижными, фиксация произведена при помощи саморезов и заклёпок. В то время как в алюминиевых системах присутствует обязательное деление на ветровой и несущий кронштейн. Получается, что весь вес облицовки нагружает только несущие кронштейны.

* Ветровые же кронштейны принимают на себя нагрузки, созданные ветром. Для того, чтобы прикрепить направляющую к кронштейну, в нем необходимо сделать отверстия продолговатой формы. Все крепления происходят с помощью заклепок, а не саморезов. Кроме того стоит учитывать погодные условия и температуру, при которой производится монтаж конструкции, так как от этих условий будет зависеть точка крепления заклепки.

* Стальные системы предусматривают использование однородного с фасадной частью крепежа. То есть все элементы крепления также будут изготовлены из оцинкованной стали или нержавеющих материалов. В алюминиевой системе также предусмотрено использование нержавеющих деталей, в частности саморезов и заклепок. Однако любой монтажник скажет Вам, что у нержавеющих элементов есть некоторые недостатки, а именно: нержавеющие заклепки по ценовым характеристикам в несколько раз больше стоимости самореза, применение заклепки требует больше внимательности и больших временных затрат. Это влечет за собой тот факт, что, зачастую, нержавеющие заклепки заменяют на оцинкованные саморезы, что само по себе является грубым нарушением общих требований.

* Сталь является более прочным материалом, чем алюминий, таким образом имеет почти в 2,5 раза большую несущую способности. Это ведет за собой использование более тонких деталей при монтаже, что помогает значительно облегчить общий вес конструкции.

* Алюминиевые фасадные системы более дорогие еще и потому, что требуют установки противопожарных отсеков на некоторых участках, чтобы отвечать пожарной безопасности. Температура плавления стали превышает температуру плавления алюминия в 2 раза, что делает ее более устойчивой к пожару и даже при его возникновении, сталь не плавится и не способствует дальнейшему распространению огня.

* Стальные системы помогут сэкономить Вам на утеплителе. Сталь в 4 раза хуже проводит тепло, чем алюминий. При конкретных подсчетах выяснилось, чтобы достигнуть одинакового результата, в алюминиевую систему необходимо заложить утеплитель на 20 мм толще, чем в стальную систему.

А теперь представьте, все эти параметры нужно учитывать в реалиях стройки. Вы можете себе представить монтажника, которые сидит и внимательно изучает каталоги и исполняет все предписания, указанные там? И конечно, не ведется учет таких важных факторов, как температура во время монтажа фасадной конструкции.

И стоит напомнить, что ценовой фактор - немаловажный пункт для заказчика. И если основываться на приведенных выше фактах, можно сделать вполне обоснованный вывод, что стальные фасадные системы - отличный пример того, как могут выгодно соотносится цена и качество. Стальная система обойдется дешевле, чем алюминиевая даже при базовых характеристиках. К слову сказать, цена на двухконтурную стальную систему будет ниже, чем затраты на одноконтурную алюминиевую. При заказе двухконтурной алюминиевой подсистемы расхождение по цене может достигать двойного размера.