Full con flessione dei foderi alti.... in alluminio!

[Alli74]

Non sapevo dove postare, quindi inizio a scusarmi se ho sbagliato sezione.
Molte case si stanno orientando, per le full da xc, su uno schema di sospensione che non ha più lo snodo vicino al mozzo ruota e che sfrutta la flessione elastica dei foderi verticali. Per fare alcuni nomi Cannondale, Specialized e Scott e Orbea (sicuramente ce ne sono altre).
Mi stupisce vedere però modelli con il carro in alluminio (le tre che ho linkato ne sono un esempio). Ho sempre saputo che l'alluminio è il materiale che per eccellenza soffre la fatica. Continue flessioni ripetute lo "snervano" (sicuramente non ho usato questo termine nel modo corretto!) possono innescare rotture.
Cosa ne pensate?
La mia domanda è ovviamente interessata perchè per motivi di budget potrei orientarmi su questi modelli. E' scontato che il carbonio in questo contesto dovrebbe dare garanzie migliori.
Grazie a tutti quelli che vorranno darmi la loro opinione.

Prodotti MTB scontati

 

[windbike]

me lo sono chiesto anch'io.....pero' credo che la deformazione sia cosi minima che non dovrebbe causare problemi alla struttura.

 

[quorthon]

Mi aggiungo, stessa domanda che mi posi quando anche la scott due-tre anni fa adottò questo sistema. In realtà l'alluminio non è per nulla rigido, ma il carbonio ho sempre saputo, magari a torto, essere più elastico...

EDIT
In realtà ho detto una bigminkiam, mi sono "leggermente confuso", ho letto ora una tabella dei materiali ed effettivamente l'alluminio non è per nulla flessibile... ciò conferma ancora di più la domanda iniziale..

 

[Alli74]

Se non ricordo male per alcuni componenti in alluminio (attacchi manubrio e reggisella) viene consigliato di cambiarli ogni tot anni proprio per il problema dello stress da fatica. Per questo mi domando come faccia a resistere negli anni il carro che deve flettere. Spero non abbiano previsto una "scadenza".

 

[albatros_la]

Non sapevo dove postare, quindi inizio a scusarmi se ho sbagliato sezione.
Molte case si stanno orientando, per le full da xc, su uno schema di sospensione che non ha più lo snodo vicino al mozzo ruota e che sfrutta la flessione elastica dei foderi verticali. Per fare alcuni nomi Cannondale, Specialized e Scott e Orbea (sicuramente ce ne sono altre).
Mi stupisce vedere però modelli con il carro in alluminio (le tre che ho linkato ne sono un esempio). Ho sempre saputo che l'alluminio è il materiale che per eccellenza soffre la fatica. Continue flessioni ripetute lo "snervano" (sicuramente non ho usato questo termine nel modo corretto!) possono innescare rotture.
Cosa ne pensate?
La mia domanda è ovviamente interessata perchè per motivi di budget potrei orientarmi su questi modelli. E' scontato che il carbonio in questo contesto dovrebbe dare garanzie migliori.
Grazie a tutti quelli che vorranno darmi la loro opinione.

Senza analizzare in dettaglio il cinematismo e il suo movimento è difficile dire di quanto si fletta. Anche l'ammortizzatore subisce una forza fuori asse, a ben guardare. Come dice @windbike, è probabile che la flessione sia così bassa da essere ritenuta accettabile. Le leghe di alluminio sono molto rigide, e hanno una risposta elastica molto breve prima di plasticizzare. Ciò non significa che non ce l'abbiano per niente (altrimenti gli stessi telai rigidi sarebbero come putrelle, cosa che non sono affatto: flettono eccome, eppure prima di arrivare a rottura a fatica devi farci 20-30 mila km). L'importante è che la flessione rimanga nel campo elastico del materiale, e il fatto che il materiale non la sopporti oltre un certo limite sotto un certo punto di vista è una garanzia: se il progetto non è buono, quella giunzione si spacca in brevissimo tempo (ovvero in fase di test se ne sarebbero accorti).
Ciò detto a me piacciono più le boccole e i cuscinetti...

 

[quorthon]

il fatto che il materiale non la sopporti oltre un certo limite sotto un certo punto di vista è una garanzia: se il progetto non è buono, quella giunzione si spacca in brevissimo tempo (ovvero in fase di test se ne sarebbero accorti).
Ciò detto a me piacciono più le boccole e i cuscinetti...

Ma con il tempo? Quel che si definisce "stress"? Voglio dire quelle cose che in fase di test non si possano quantificare. Quindi, si, indubbiamente viene da preferire le più "pesanti" boccole e cuscinetti...

 

[albatros_la]

Ma con il tempo? Quel che si definisce "stress"? Voglio dire quelle cose che in fase di test non si possano quantificare. Quindi, si, indubbiamente viene da preferire le più "pesanti" boccole e cuscinetti...

I test verificano, più che quantificare. Verificano la bontà del progetto, che comunque si basa su conoscenze acquisite. Certi dimensionamenti, con determinati materiali e standard di qualità, garantiscono la durata del componente secondo i requisiti di progetto. I cicli di flessione che un materiale è in grado di sostenere sono noti per ogni condizione di carico, questo significa quantificare lo stress che un materiale può sopportare nel "tempo". In funzione di questo si dimensiona la struttura con margini adeguati.
Diciamo che se non ti fidi di questo approccio è bene che tu non metta il sedere su un aereo. La maggior parte degli aerei di linea ha strutture quasi interamente in leghe di alluminio, ed è proprio grazie a predizioni accurate e robuste tecniche di progettazione se si sostituiscono i pezzi prima che raggiungano il loro fine vita, permettendo ai velivoli di rimanere in servizio per diversi decenni.
Un telaio ben progettato non è diverso, seppure nella sua semplicità.

 

[uranus]

Olympia e scapin (v mia geko)adottano il sistema con un carro in carbonio e inglobano nel perno passante la staffa della pinza freno come le moto

 

[quorthon]

I test verificano, più che quantificare. Verificano la bontà del progetto, che comunque si basa su conoscenze acquisite. Certi dimensionamenti, con determinati materiali e standard di qualità, garantiscono la durata del componente secondo i requisiti di progetto. I cicli di flessione che un materiale è in grado di sostenere sono noti per ogni condizione di carico, questo significa quantificare lo stress che un materiale può sopportare nel "tempo". In funzione di questo si dimensiona la struttura con margini adeguati.
Diciamo che se non ti fidi di questo approccio è bene che tu non metta il sedere su un aereo. La maggior parte degli aerei di linea ha strutture quasi interamente in leghe di alluminio, ed è proprio grazie a predizioni accurate e robuste tecniche di progettazione se si sostituiscono i pezzi prima che raggiungano il loro fine vita, permettendo ai velivoli di rimanere in servizio per diversi decenni.
Un telaio ben progettato non è diverso, seppure nella sua semplicità.

Io mi fido e lo devo fare per forza, ma non farei il paragone con gli aerei solo perché, come dici anche tu, grazie a previsioni si sostituiscono i pezzi prima del danno, levando ovviamente i controlli che si fanno ciclicamente quindi anche visivi prima di ogni volo dal comandante stesso (e comunque in line di massima non si supera il 50% della struttura di un aereo in alluminio il resto è in composito e altro). Questo solo per dire che io non mi posso comprare una bici pensando che ciclicamente debba cambiare il carro perchè ha un sua durata, si sfiora l'assurdo se è così....almeno io non credo me lo possa permettere anche se il valore della bici supera i 3000-4000euri...

 

[albatros_la]

Io mi fido e lo devo fare per forza, ma non farei il paragone con gli aerei solo perché, come dici anche tu, grazie a previsioni si sostituiscono i pezzi prima del danno, levando ovviamente i controlli che si fanno ciclicamente quindi anche visivi prima di ogni volo dal comandante stesso (e comunque in line di massima non si supera il 50% della struttura di un aereo in alluminio il resto è in composito e altro). Questo solo per dire che io non mi posso comprare una bici pensando che ciclicamente debba cambiare il carro perchè ha un sua durata, si sfiora l'assurdo se è così....almeno io non credo me lo possa permettere anche se il valore della bici supera i 3000-4000euri...

Ho paragonato le tecniche di progettazione, che sono analoghe perché una struttura è sempre una struttura. non si può paragonare la sollecitazione. La vita di un aereo è molto più intensa ed estesa di quella di un telaio ciclistico. La quantità di flessioni cui è sottoposta la struttura di un velivolo è di gran lunga superiore (non pensiamo che sia tutto bello stabile anche quando si è a velocità di crociera!). Perciò quei pezzi vengono sostituiti: non ce la farebbero a durare dei decenni, o per farceli durare dovrebbero essere troppo pesanti o numerosi.
Per la cronaca, se lasciamo stare i velivoli di ultimissima generazione, praticamente tutti i velivoli di linea che hanno decenni di vita alle spalle hanno le ali interamente in lega di alluminio (in realtà, leghe diverse, soprattutto per il dorso e il ventre dell'ala, che lavorano in modo diverso): centine, longheroni, pelli, pure i rivetti (trascuro cuscinetti ed attuatori vari: parlo di pura struttura)... E le ali sono i componenti più sollecitati a flessione.
Se ben progettato - è bene ripeterlo - il carro di quelle bici può durare molto a lungo, e verosimilmente sopravvive alla vetustà del mezzo e alla voglia di cambiarlo con qualcosa di nuovo.

 

[quorthon]

No, io mi fido e lo devo fare per forza, ma non farei il paragone con gli aerei solo perché, come dici anche tu, grazie a previsioni si sostituiscono i pezzi prima del danno, levando ovviamente i controlli che si fanno ciclicamente quindi anche visivi prima di ogni volo dal comandante stesso (e comunque in line di massima non si supera il 50% della struttura di un aereo in alluminio il resto è in composito e altro). Questo solo per dire che io non mi posso comprare una bici pensando che ciclicamente debba cambiare il carro perchè ha un sua durata, si sfiora l'assurdo se è così....

Ho paragonato le tecniche di progettazione, che sono analoghe perché una struttura è sempre una struttura. non si può paragonare la sollecitazione. La vita di un aereo è molto più intensa ed estesa di quella di un telaio ciclistico. La quantità di flessioni cui è sottoposta la struttura di un velivolo è di gran lunga superiore (non pensiamo che sia tutto bello stabile anche quando si è a velocità di crociera!). Perciò quei pezzi vengono sostituiti: non ce la farebbero a durare dei decenni, o per farceli durare dovrebbero essere troppo pesanti o numerosi.
Per la cronaca, se lasciamo stare i velivoli di ultimissima generazione, praticamente tutti i velivoli di linea che hanno decenni di vita alle spalle hanno le ali interamente in lega di alluminio (in realtà, leghe diverse, soprattutto per il dorso e il ventre dell'ala, che lavorano in modo diverso): centine, longheroni, pelli, pure i rivetti (trascuro cuscinetti ed attuatori vari: parlo di pura struttura)... E le ali sono i componenti più sollecitati a flessione.
Se ben progettato - è bene ripeterlo - il carro di quelle bici può durare molto a lungo, e verosimilmente sopravvive alla vetustà del mezzo e alla voglia di cambiarlo con qualcosa di nuovo.

Si, certo, però le giunzioni ala fusoliera e ipersostentatori/spoiler/diruttori son sovente in titanio, ma non voglio uscire OT, anche perchè come giustamente dici tu non si possono paragonare le responsabilità cui è sottoposta la struttura/longheroni di un aereo con una di una bici. Il fatto che tu dica che la durata superi la vita del mezzo è una considerazione che effettivamente potrebbe avere riscontro, non mi sembra infatti che questi finora stiano dando problemi. Devo ammettere però che come hai detto tu stesso prima, preferisco ancora le boccole e cuscinetti...

 

[Alli74]

Grazie a @albatros_la , perchè mi sembra di capire che sei molto competente in materia.
Io invece, che sono molto ignorante in materia condivido con @quorthon alcune perplessità. Probabilmente la mia diffidenza nasce proprio dalla mia ignoranza e da una serie di preconcetti che mi sono stati inculcati negli anni del boom dei telai in carbonio (il carbonio non invecchia, non si stressa, l'alluminio si, etc. etc.). Cercando velocemente in Internet (lo so, non si dovrebbe fare perchè l'informazione che si trova spesso non è referenziata) però vedo che le ali degli aerei hanno i longheroni in una lega di alluminio (Dural, o sbaglio?) utilizzata proprio perchè ha delle proprietà meccaniche particolari. Onestamente non ho idea di quale sia la lega utilizzata per le bici in oggetto.
Ho visto che i foderi verticali della Epic sono lavorati in modo di facilitare la flessione. Il fodero verticale diventa più piatto e largo nella zona centrale. Avranno voluto allontanare lo stress dalle saldature?
Tra l'altro mi è venuto in mente che anche la Trek procaliber ha un paio di modelli in alluminio che sfruttano, mediante l'isospeed, la flessione del tubo verticale.

EDIT: mi hanno appena fatto notare che anche bici con escursioni ben maggiori si affidano allo stesso schema:
https://www.mtb-mag.com/test-yeti-575/

 

[windbike]

io penso che sia piu a rischio rottura un reggisella in alluminio o anche un manubrio.....pensate specialmente il reggisella quanto possa flettere e sottoposto a stress.....magari posizionato al limite dei 40 cm, e con una persona di 90 kg o anche di+.....

 

[albatros_la]

Grazie a @albatros_la , perchè mi sembra di capire che sei molto competente in materia.
Io invece, che sono molto ignorante in materia condivido con @quorthon alcune perplessità. Probabilmente la mia diffidenza nasce proprio dalla mia ignoranza e da una serie di preconcetti che mi sono stati inculcati negli anni del boom dei telai in carbonio (il carbonio non invecchia, non si stressa, l'alluminio si, etc. etc.). Cercando velocemente in Internet (lo so, non si dovrebbe fare perchè l'informazione che si trova spesso non è referenziata) però vedo che le ali degli aerei hanno i longheroni in una lega di alluminio (Dural, o sbaglio?) utilizzata proprio perchè ha delle proprietà meccaniche particolari. Onestamente non ho idea di quale sia la lega utilizzata per le bici in oggetto.
Ho visto che i foderi verticali della Epic sono lavorati in modo di facilitare la flessione. Il fodero verticale diventa più piatto e largo nella zona centrale. Avranno voluto allontanare lo stress dalle saldature?
Tra l'altro mi è venuto in mente che anche la Trek procaliber ha un paio di modelli in alluminio che sfruttano, mediante l'isospeed, la flessione del tubo verticale.

EDIT: mi hanno appena fatto notare che anche bici con escursioni ben maggiori si affidano allo stesso schema:
https://www.mtb-mag.com/test-yeti-575/

Dural e Ergal sono diciture commerciali per indicare rispettivamente le leghe serie 2000 (alluminio-rame, in particolare l'AA2024 detto anche Avional) e serie 7000 (alluminio-zinco, in particolare l'AA7075 per impiego aeronautico). La lega in sé non è sufficiente a definire le proprietà. I trattamenti termici cui le si può sottoporre ne cambiano drasticamente la resistenza, anche a fatica. In generale, comunque, il dorso alare è meno sollecitato a fatica (è sottoposto più a compressione che ad estensione) e perciò si preferisce l'utilizzo delle leghe 7000, meno adatte a resistere a fatica ma con carichi rottura più alti. Il resto dell'ala è in genere in AA2024, più tenace, meno fragile e più resistente a fatica.
Anche nelle bici va scelta ovviamente la lega più adatta e il trattamento termico può cambiare molto le carte in tavola. Ad esempio una lega 6000 è relativamente economica ma così com'è ci fai telai di bassa gamma. Oppure di alta gamma se la sottoponi a tempra adeguata, elevando però il costo finale. Tra una lega 6061 e una 6061 T6 c'è un abisso.
Negli anni si sono aggiunte ulteriori variabili. I telai in alluminio non sono più fatti come li concepì Gary Klein all'inizio. Ora molti tubi sono idroformati e questo impone l'utilizzo di leghe duttili quanto basta, da temprare successivamente per incrementare le proprietà meccaniche. Ciò mette in pole position le leghe 6000, ad esempio. Se ne parla in questo sempre attuale Tech Corner.
Qui invece c'è un service manual che parla di come Klein introdusse l'alluminio, e ci sono considerazioni interessanti e risposte a molte domande sulla sua robustezza nell'applicazione ciclistica. È una lettura interessante, anche sotto il profilo storico.

Assottigliare i foderi per permettere una flessione "migliore" che faccia da stress relief è una pratica consolidata. Si usa anche nei telai hardtail per evitare che "scalcino" un po' troppo e si usava nelle soft-tail in titanio o acciaio.

 

[sembola]

...mi hanno appena fatto notare che anche bici con escursioni ben maggiori si affidano allo stesso schema:
https://www.mtb-mag.com/test-yeti-575/

Perdonami , ma dove lo vedi nella bici in questione un fodero che lavora a flessione?

 

[gipipa]

l'alluminio è un materiale che arriva a rottura per fatica
ovvero se sottoposto a carichi ciclici dopo un certo numero di tali cicli arriva a fessurarsi e a rompersi
quel sia quel numero dipende dal tipo di lega, dalla sezione e dall'entità della sollecitazione
ciò che però è sempre vero è il fatto che si arriverà comunque alla rottura, prima o poi
in sede di porgettazione si scelgono materiali e sezione in modo da far si che il numero di cilci superi abbondantemente la vita utile programmata per il pezzo
ma quale sia questa vita utile lo sa solo il progettista
in oggetti fondamentali, vedi aeronautica, non a caso la manutenzione programmata prevede la sostituzione anche di componenti con funzione strutturale
queste considerazioni però valgomo per qualsiasi telaio in alluminio, non solo per quelli che sfruttano la deformabilità dei foderi
e mi sembra che in giro ci siano ancora molte vecchie mtb in ottima forma. mentre vedo telai nuovi rotti presto. il che mi fa ritenere che le rotture dipendano prevalentemente da errori di progettazione e dimensionamenti troppo tirati più che problemi di fatica sul lungo periodo
leggasi: se hanno progettato bene ok. se no anche dopo 100 km potrei avere rogne.

 

[Alli74]

Perdonami , ma dove lo vedi nella bici in questione un fodero che lavora a flessione?

Mi sembra di non vedere un perno vicino al mozzo, e non é un VPP o similare. Durante la compressione la distanza tra il fulcro inferiore del carro (vicino al movimento centrale) e il fulcro superiore (vincolato alla bielletta) varia, di conseguenza un po' deve flettere. Sbaglio?

 

[albatros_la]

io penso che sia piu a rischio rottura un reggisella in alluminio o anche un manubrio.....pensate specialmente il reggisella quanto possa flettere e sottoposto a stress.....magari posizionato al limite dei 40 cm, e con una persona di 90 kg o anche di+.....

[OT]
Sì, il reggisella è il componente più stressato della bici, a quanto pare (se ne parlava in un articolo tedesco qualche anno fa). Certo ce ne sono degli altri che "non se la passano bene", basta pensare ai cerchi o peggio ancora ai nipple. Se i primi sicuramente flettono ciclicamente, i secondi ciclicamente vengono compressi, trazionati e in parte flessi con una frequenza notevole. Oramai molti optano per i nipple in alluminio piuttosto che in ottone. Personalmente preferisco i secondi: per poche decine di grammi si ha qualcosa che resiste molto meglio a fatica e ha una reazione "più morbida".
[/OT]

 

[sogre]

Perdonami , ma dove lo vedi nella bici in questione un fodero che lavora a flessione?

La sospensione è una single pivot, ci dovrebbe essere uno snodo sul fodero superiore, vicino al asse della ruota, non essendoci il fodero lavora per forza in flessione.

 

[sogre]

Oltre alle legittime domande sull'affidabilità del sistema a me ne viene un'altra sull'efficacia.

Mi sembra che le bici con questo tipo di soluzione vengono spesso recensite come poco sensibili, sbaglio?