¿Cuántos años dura un cuadro de aluminio en una bicicleta de paseo?

Hay muchas preguntas, así que me decidiré por la del título.

¿Cuántos años durará un cuadro de aluminio actual de una bicicleta de paseo?

Depende:

• No sé qué marco de aluminio
  La construcción es un factor más importante que el material
• No sé el uso
  El uso es un factor más importante que el material
• No sé cómo vas a cuidar la bicicleta El
  cuidado/mantenimiento es un factor más importante que el material

El aluminio no ha cambiado en los 10 años.

Todo lo que sabemos es que su última bicicleta de aluminio, de alta calidad y con cuadro resistente duró unos 10 años.

La mejor suposición es que su próximo marco de aluminio, de alta calidad y resistente también durará 10 años
Realmente esa es la mejor suposición

Eso es tan vago como ¿cuánto tiempo me durará un par de zapatillas actuales?
Y la mejor estimación de cuánto durará mi próximo par de zapatillas es cuánto duró mi último par.

El aluminio se fatiga y el acero no se fatiga. Como se indica en un comentario, el acero se fatiga, bueno, no siempre. El acero dulce normalmente no admitirá el crecimiento de grietas por fatiga si las tensiones aplicadas están por debajo del 10% de la resistencia del material. Los materiales, como las aleaciones de aluminio, no tienen dicho límite de fatiga. Si se aplica una carga cíclica, las aleaciones de aluminio siempre se fatigarán. Por la misma fuerza, una bicicleta de acero normalmente será más pesada que el aluminio. Pero obtienes una bicicleta que es mucho menos susceptible a la fatiga. Con el acero también obtienes una bicicleta que se abollará y no comprometerá la resistencia estructural en la medida del aluminio. No es exactamente lo mismo pero a nivel molecular están relacionados. Materiales del marco

Encontré un número citado. El hecho de que estuviera en Internet no lo hace correcto, pero aquí hay una cotización de 5 a 10 años.
Cuadro de bicicleta: Aluminio vs. Acero

Los cuadros de aluminio poseen la vida de fatiga más corta de todos los materiales utilizados para fabricar cuadros de bicicletas. El marco de aluminio típico posee una expectativa de vida de cinco a 10 años. La vida de fatiga del acero es mucho más larga, pero el material requiere más mantenimiento. Para evitar la formación de óxido, los marcos de acero deben limpiarse y pulirse regularmente y cubrirse periódicamente con antióxido en el interior del marco.

Si está descartando el acero porque se oxida, entonces no está cuidando la bicicleta adecuadamente. Una bicicleta de acero correctamente mantenida y almacenada no debe oxidarse. Y seguro que no debería oxidarse en tu vida. Dijiste que las bicicletas de la era de tu padre duraron 40-50 años, bastante seguro de que eran bicicletas de acero.

Si desea que no se desgasten ni se oxiden, obtenga titanio.

Investigué más sobre este tema.

La respuesta corta es que un cuadro de aluminio puede durar desde un par de años hasta 50 años/toda la vida.

La respuesta larga es:

• El factor principal es la fatiga (sin contar los accidentes): "La tendencia de un material (metal) a romperse bajo cargas cíclicas repetidas con una tensión considerablemente menor que la resistencia a la tracción en una prueba estática".
• La señal del final de la vida útil de una estructura de aluminio es una grieta por fatiga, cuando aparece la primera grieta, probablemente vendrán más. Se pueden ganar algunos años soldando, pero probablemente fallará en otro lugar. Se necesita una inspección regular para evitar una falla total.

Principales factores en la fatiga del marco de aluminio:

1. Diseño, fabricación, soldadura, material : factor determinante para el 90% de los propietarios de bicicletas, ya que no usan tanto la bicicleta como para fatigarla con el uso. Nosotros, en este foro, estamos probablemente en el otro 10%.
2. Condiciones ambientales : salino, húmedo, aumentan los grandes cambios de temperatura.
3. Uso (peso del ciclista, terreno): los ciclistas más pesados ​​​​se fatigan más y un mayor uso con el tiempo aumenta la posibilidad de fallar significativamente. Para los usuarios intensivos, que compran buenos cuadros de todos modos y cuidan la bicicleta, probablemente este sea el factor limitante. Contando cuántos km alguien puede recorrer prácticamente por año, esto limita la vida útil del cuadro a 5-10 años o un máximo de ~ 200 000 km.

Recomendaciones para alargar la vida del marco de aluminio:

• El diseño, la fabricación y la soldadura de alta calidad pueden durar mucho más en las mismas condiciones, gaste dinero en un buen marco.
• Protéjase de las condiciones ambientales, no lo deje afuera en invierno, protéjalo de la humedad cuando no esté en uso.
• Viaja con menos peso.

Una consecuencia práctica para mí es que una bicicleta con cuadro de aluminio de segunda mano es riesgosa, necesita una inspección cuidadosa del cuadro en busca de signos e información sobre cuánto se usó la bicicleta y cómo se conservó.

Algunos recursos más interesantes:

1. Diseño a fatiga de cuadros de bicicleta soldados utilizando un criterio multiaxial (Procedia Engineering, 2012)
2. Fabricación y falla por fatiga en aluminio (Professional Boat Builder, 06 2012)
3. La formación de grietas por fatiga en monocristales de aluminio (Acta Metallurgica, 1961)
4. Diseño a fatiga de componentes y estructuras de aluminio (tapa dura, 1996)
5. Materiales deportivos: cuadros de bicicleta (Enciclopedia de materiales: ciencia y tecnología, 2001)
6. Análisis paramétrico de elementos finitos de geometrías de cuadro de bicicleta (Procedia Engineering, 20114)
7. ¿Qué es la falla por fatiga y cómo se puede evitar?

Existe una prueba estándar ISO para la prueba de fatiga del cuadro de la bicicleta, que los fabricantes deben aprobar. En pocas palabras, son 200.000 ciclos de pedaleo con una fuerza de 1200N.

1200N a 80rpm típicas es una monstruosa potencia de 2000W.

La potencia de sprint suele rondar los 1000 W, lo que probablemente sea 60 km/h. A la mitad de la potencia, los ciclos en realidad se multiplican por 10, debido a la relación logarítmica de la curva de fatiga.

A esa potencia, el cuadro durará 200.000 x 10 ciclos. A una cadencia de 80rpm y 60kph, equivale a 25000km.

Siendo realistas, un ciclista se acerca a los 400 W, excepto en sprints cortos. Gran parte del tiempo se gasta incluso menos de 200W.

Como la relación entre el esfuerzo de fatiga y los ciclos es logarítmica, el marco dura no solo 5 veces más, sino 10 ^ 4 = 10000 veces.

Un cuadro que haya superado la prueba iso podrá sobrevivir a 200.000 * 10.000 ciclos de pedaleo a 400W. A una cadencia de 80 rpm y 30 km/h, ¡eso equivale a 12,5 millones de km!

Así que sí, es por eso que los fabricantes se complacen en ofrecer garantías de por vida en sus marcos.

El factor crítico sobre los marcos de aluminio es que prácticamente todas las aleaciones de aluminio que son buenas para la construcción están sujetas a "endurecimiento por trabajo".

Lo que esto significa es que, a medida que una pieza de aluminio se "cicla" en ciclos de liberación de tensión, el aluminio tiende a volverse cada vez más quebradizo. El acero no exhibe esta característica en nada parecido al mismo grado.

Ejemplo: Hace varios años estaba acampando en una gira. Mientras armaba mi carpa, uno de los postes de aluminio multisegmento desarrolló una grieta en el extremo donde se "enchufa" el siguiente poste. Cambiando de lugar, armé bien la carpa, pero a la noche siguiente, varios postes más desarrollaron grietas similares, y al final del viaje tuve que reemplazar todo el conjunto. Al año siguiente, otro campista del grupo tuvo exactamente el mismo problema.

No fue el estrés extremo lo que causó estas grietas, sino simplemente el "ciclo" de montar y desmontar la tienda 50-60 veces. Los cuadros de bicicleta de aluminio están hechos de mejores aleaciones y tienen una construcción más pesada, pero funciona el mismo mecanismo, e incluso un cuadro que no está sujeto a ningún estrés extremo se volverá cada vez más quebradizo a medida que se usa.

Habiendo tenido un cuadro de aluminio 6061 (bicicleta híbrida marin larkspur) con una garantía de por vida, y recibido no menos de tres cuadros de reemplazo de garantía (cada vez después de aproximadamente 15k millas de carretera) todo debido a los tubos que se parten por la mitad debido a una falla por fatiga, i Recomendaría encarecidamente no intentar reparar un marco de aluminio. Si una parte del marco está al final de su vida útil, también lo está el resto del marco. Hay una razón por la que cada parte crítica de aluminio de un avión se reemplaza después de un número fijo de horas de vuelo, independientemente de si muestra signos de desgaste, y la razón es la fatiga.

Trabajé con alguien que era diseñador de bicicletas en cannondale hace unos años. Me había dicho que los marcos estaban diseñados para ser cargados en ciclos 1,000,000 de veces antes de fallar. Eso significa que el marco podría cargarse con la tensión de diseño completa un millón de veces antes de fallar.

También soldar un marco agrietado es una MUY mala idea. El aluminio es tratado térmicamente. Soldarlo elimina el tratamiento térmico y reduce severamente la resistencia del material. Para el aluminio 7005, eso significa pasar de 41 000 psi a 28 000 psi. Eso es aproximadamente una reducción del 30% en la fuerza.

El cuadro de esta bicicleta es de aleación "Optimo" de Cannondale. Esto tiende a ser más ligero y más rígido, lo que proporciona una estructura de marco más delgada y compatible. He escuchado a muchas personas con fracturas de Optimo, dispuestas a volver a lo mismo de nuevo, ya que una conducción tan liviana y agradable... No vi ningún cuadro de Furio agrietado, por ejemplo... Sus tubos 6061-T6 robustos y pesados ​​no No es una bicicleta de carrera, pero sí un cuadro rígido y duradero. Estos son solo mis 2c para su consideración....

Puntos de datos:

• Cannondale Optimo: tubo inferior agrietado en menos de 2 años/12 000 km
• Trek 2.3: todavía está bien después de 10 años/70 000 km.
• Trek 1500: vaina del lado de la transmisión rota (no se indica la edad ni la distancia)

Hoy mi Optimo 63cm (una Cannondale, pioneras del cuadro de bicicleta de aluminio...) desarrolla una grieta alrededor del diámetro del tubo inferior, solo quedan 3 cm manteniendo el tubo en una sola pieza. Cansado del mal cambio del desviador trasero en modo bailarina, me detuve para comprobarlo. Y ahí es cuando veo esta enorme grieta... Solo tenía que mirar en el lugar correcto. Da un poco de miedo, porque acabo de bajar varias colinas a 65 km/h (40 mph).

Realmente no pensé que esto sucedería en un marco de menos de 2 años, con menos de 12,000 km.

Con 6'4'' (193 cm), solo peso 180 lb (82 kg). También tengo una Trek 2.3 de aluminio que tiene 10 años y con al menos 70 000 km que no tiene problemas de cuadro. Probablemente su final esté cerca pero yo estaba mucho más satisfecho por su durabilidad.

Debo decir que lo obtuve para reemplazar un modelo de la serie 1500 (trek de nivel de entrada) que tenía rota la vaina del lado de la transmisión. Sí, el Trek 2.3 ofrece una conducción dura y el Optimo es realmente cómodo en comparación. Pero estuve cerca de encontrar camas de hospital muy incómodas a largo plazo. Supongo que no todos los marcos de aluminio nacen iguales. Solo espero que Cannondale tenga una garantía igual a la de Trek, estoy esperando el resultado de su investigación sobre mi cuadro.

Hasta ahora, prefería el aluminio frente al acero por muchas razones, pero si el acero dura mucho más, para mi próxima bicicleta de turismo optaré por el acero.

El acero suele ser un poco más pesado, pero la mayor durabilidad es una gran ventaja. Además, el acero es reparable. Los problemas del aluminio son su baja vida de fatiga y el problema de que el aluminio necesita ser tratado con calor después de la soldadura y eso requiere quitar todos los componentes, quitar la pintura, tratar con calor, reinstalar componentes y volver a pintar, lo cual es tan costoso que generalmente es más barato simplemente comprar un marco nuevo.

Sin embargo, si el acero dura más que el aluminio para usted es una cuestión diferente. Si compras una bicicleta que ha dejado obsoleta rápidamente la tecnología, como la tecnología de las bicicletas eléctricas, es posible que el sistema eléctrico quede obsoleto mucho antes de que el cuadro de aluminio se haya fatigado. Por lo tanto, no es un gran problema usar aluminio en bicicletas eléctricas. Además, para causar fallas por fatiga, no solo debe usar el cuadro durante una gran cantidad de kilómetros, sino que también debe generar grandes fuerzas en esos kilómetros, como ser pesado, conducir rápido con neumáticos estrechos y lisos de alta presión sobre bordillos y transportar cargas pesadas. Es posible que la mayoría de los ciclistas no usen sus cuadros de aluminio durante mucho tiempo y con fuerza y, por lo tanto, puede parecer que son lo suficientemente duraderos, pero no para los usos más intensos.

Para el uso en giras, la capacidad del acero para ser reparado podría ser una consideración genuina.

Considere también la seguridad: si una horquilla se fatiga, se estrellará. Si un marco se fatiga, por lo general puede cojear a casa montándolo con cuidado. Por lo tanto, para la horquilla es más importante usar acero (o fibra de carbono si no tiene miedo de la posibilidad de sufrir daños en un choque y luego fallar "simplemente andando", ya que la fibra de carbono no tiene el problema de fatiga del aluminio pero tiende a dañarse de manera invisible en choques) que para el marco.

Sobre todo si uso mi bici tanto en invierno como en verano, ya que el cambio de calor desgasta el aluminio más rápido

No estoy convencido de que los cambios de calor causen problemas al aluminio.

Dicen que se puede soldar, lo que costará mucho menos que un marco nuevo (si está disponible), pero debo estar preparado para que aparezcan otras grietas. El taller contrata a un soldador especializado en soldadura y reparación de cuadros de bicicletas.

Si la soldadura no implica un nuevo tratamiento térmico, lo que requiere quitar todos los componentes y volver a pintar, lo más probable es que se trate de una reparación deficiente. Sin tratamiento térmico, posteriormente fallará en poco tiempo.