Wie lange hält ein Aluminiumrahmen in einem Tourenrad?

Wie lange hält ein Aluminiumrahmen in einem Tourenrad?

[Zusätzliche Fragen wurden entfernt, um klar zu sein.]

Hintergrund

Bisher habe ich aus vielen Gründen Aluminium gegenüber Stahl bevorzugt, aber wenn Stahl wesentlich länger hält, werde ich mich für mein nächstes Tourenrad für Stahl entscheiden.

Mein Cannondale Badboy 2004 hat einen Riss im Alurahmen. Das hat mich überrascht, ich dachte, mein Fahrrad hält gut 20 Jahre. In der Werkstatt hieß es, dies sei ein hochwertiger, starker Rahmen, doch nach 10 Jahren könnten Alurahmen müde werden. Vor allem wenn ich mein Fahrrad sowohl im Winter als auch im Sommer benutze, da sich der Wärmewechsel alu schneller abnutzt. Sie sagen, dass es geschweißt werden kann, was im Vergleich zu einem neuen Rahmen (falls verfügbar) deutlich weniger kostet, aber ich sollte darauf vorbereitet sein, dass andere Risse auftreten. Die Werkstatt beauftragt einen Schweißer, der auf das Schweißen und Reparieren von Fahrradrahmen spezialisiert ist.

Ich habe auch einen wissenschaftlichen Forschungsartikel zu diesem Thema gefunden. Wenn jemand Zugang zu ScienceDirect hat ( Cicero et al. (2011): Analyse der Rissursachen in einem Fahrradrahmen aus Aluminiumlegierung ), wären die Schlussfolgerungen von Interesse.

Ich interessiere mich für Tourenräder, nicht für Rennräder, Stadträder usw.

Gerne aktualisiere / kläre ich meine Frage bei Bedarf, mache einen Kommentar.

Themen, die ich recherchiert habe:

2. Wartung an einem Aluminiumrahmen
3. Welcher Rahmentyp ist besser für ein Tourenrad, Stahl oder Aluminium?
4. Ist es möglich, eine Delle an einem Aluminiumrahmen zu reparieren?
5. Was sind die Vor- und Nachteile eines Aluminium- und Carbonrahmens?
6. Ist das Drehmoment für Stahl / Aluminium relevant? Wo finde ich Drehmomentangaben?
7. Nicht-Stahlrahmen und Langlebigkeit
8. http://forums.mtbr.com/frame-building/aluminum-welding-cracked-frame-134600.html
9. http://singletrackworld.com/forum/topic/repairing-a-cracked-frame

Riss im Alurahmen in der Nähe der Hinterachse (das Fahrrad steht auf dem Kopf):

Es gibt viele Fragen, also werde ich mich auf die im Titel festlegen.

Wie viele Jahre hält ein aktueller Aluminiumrahmen eines Tourenrads?

Hängt davon ab:

• Weiß nicht, welcher Aluminiumrahmen
  Konstruktion ist ein größerer Faktor als Material
• Ich weiß nicht, welche Verwendung
  Verwendung ist ein größerer Faktor als Material
• Sie wissen nicht, wie Sie das Fahrrad
  pflegen sollen. Die Pflege / Wartung ist wichtiger als das Material

Aluminium hat sich in den 10 Jahren nicht verändert

Alles was wir wissen ist, dass Ihr letztes Aluminium, hochwertiges, starkes Rahmenrad ungefähr 10 Jahre hielt

Die beste Vermutung ist Ihre nächste Aluminium, hohe Qualität, starke Rahmen wird auch 10 Jahre dauern.
Wirklich, das ist die beste Vermutung

Das ist so vage, wie lange wird ein aktuelles Paar Turnschuhe mir halten?
Und die beste Schätzung, wie lange mein nächstes Paar Turnschuhe hält, ist, wie lange mein letztes Paar hält.

Aluminiumermüdungen und Stahl ermüden nicht. Wie in einem Kommentar erwähnt, ermüdet Stahl - auch nicht immer. Normalerweise lässt Flussstahl kein Ermüdungsrisswachstum zu, wenn die aufgebrachten Spannungen unter etwa 10% der Festigkeit des Materials liegen. Materialien wie Aluminiumlegierungen unterliegen keiner solchen Ermüdungsgrenze. Bei zyklischer Belastung ermüden Aluminiumlegierungen immer. Bei gleicher Stärke ist ein Stahlrad normalerweise schwerer als Aluminium. Aber Sie bekommen ein Fahrrad, das viel weniger anfällig für Müdigkeit ist. Mit Stahl erhalten Sie auch ein Fahrrad, das eine Beule verträgt und die strukturelle Festigkeit nicht im Ausmaß von Aluminium beeinträchtigt. Nicht genau dasselbe, aber auf molekularer Ebene sind sie verwandt. Rahmenmaterialien

Gefunden eine angegebene Nummer. Nur weil es im Internet war, macht es nicht richtig, aber hier ist ein 5-10 Jahre Zitat.
Fahrradrahmen: Aluminium Vs. Stahl

Aluminiumrahmen haben die kürzeste Lebensdauer aller zur Herstellung von Fahrradrahmen verwendeten Materialien. Der typische Aluminiumrahmen hat eine Lebenserwartung von fünf bis 10 Jahren. Die Lebensdauer von Stahl ist viel länger, das Material erfordert jedoch mehr Wartung. Um Rostbildung zu vermeiden, müssen Stahlrahmen regelmäßig gereinigt und poliert und in regelmäßigen Abständen mit einem Rostschutz an der Innenseite des Rahmens versehen werden.

Wenn Sie auf Stahl verzichten, weil er rosten wird, dann kümmern Sie sich nicht richtig um das Fahrrad. Ein ordnungsgemäß gewartetes und gelagertes Stahlrad sollte nicht rosten. Und sicher sollte es in Ihrer Lebenszeit nicht rosten. Sie sagten, dass Fahrräder aus der Zeit Ihres Vaters 40-50 Jahre alt waren - ziemlich sicher, dass es sich um Stahlräder handelte.

Wenn Sie ermüdungsfrei und rostfrei sein möchten, dann holen Sie sich Titan.

Ich habe mehr zu diesem Thema recherchiert.

Die kurze Antwort ist, dass ein Aluminiumrahmen ein paar Jahre bis zu 50 Jahre / Lebensdauer halten kann.

Die lange Antwort lautet:

• Der Hauptfaktor ist die Ermüdung (ohne Unfälle): "Die Tendenz eines Materials (Metall), bei wiederholter zyklischer Belastung bei einer Belastung zu brechen, die erheblich geringer ist als die Zugfestigkeit bei einem statischen Test."
• Das Zeichen für das Ende der Lebensdauer einer Alu-Struktur ist ein Ermüdungsriss, wenn der erste Riss auftritt, wird wahrscheinlich mehr kommen. Einige Jahre können durch Schweißen gewonnen werden, aber es wird wahrscheinlich an einer anderen Stelle versagen. Eine regelmäßige Überprüfung ist erforderlich, um einen Totalausfall zu vermeiden.

Hauptfaktoren bei der Ermüdung von Aluminiumrahmen:

1. Design, Herstellung, Schweißen, Material : Bestimmender Faktor für 90% der Fahrradbesitzer, da sie das Fahrrad nicht so oft benutzen, dass sie es beim Gebrauch ermüden würden. Wir sind in diesem Forum wahrscheinlich in den anderen 10%.
2. Umgebungsbedingungen : Salzlösung, Feuchtigkeit, große Temperaturänderungen nehmen zu.
3. Einsatz (Fahrergewicht, Gelände): Stärkere Fahrer ermüden mehr und ein längerer Einsatz erhöht die Ausfallwahrscheinlichkeit erheblich. Für Vielfahrer, die ohnehin gute Rahmen kaufen und sich um das Fahrrad kümmern, ist dies wahrscheinlich der limitierende Faktor. Wenn man zählt, wie viele Kilometer jemand pro Jahr praktisch zurücklegen kann, ist die Lebensdauer des Rahmens auf 5-10 Jahre oder maximal ~ 200 000 km begrenzt.

Empfehlungen zur Verlängerung der Lebensdauer des Aluminiumrahmens:

• Hochwertiges Design-Fertigungs-Schweißen kann unter gleichen Bedingungen erheblich länger halten und Geld für einen guten Rahmen ausgeben.
• Vor Umwelteinflüssen schützen, im Winter nicht im Freien lassen, bei Nichtgebrauch vor Feuchtigkeit schützen.
• Fahren Sie mit weniger Gewicht.

Eine praktische Konsequenz für mich ist, dass ein gebrauchtes Fahrrad mit Aluminiumrahmen ein Risiko darstellt, eine sorgfältige Überprüfung des Rahmens auf Hinweisschilder sowie Informationen darüber erforderlich sind, wie viel das Fahrrad verwendet und wie es aufbewahrt wurde.

Einige weitere interessante Ressourcen:

1. Ermüdungsbemessung von geschweißten Fahrradrahmen nach einem mehrachsigen Kriterium (Procedia Engineering, 2012)
2. Fabrikations- und Ermüdungsfehler in Aluminium (Professioneller Bootsbauer, 06. 2012)
3. Entstehung von Ermüdungsrissen in Aluminium-Einkristallen (Acta Metallurgica, 1961)
4. Ermüdungskonstruktion von Aluminiumbauteilen und -strukturen (Hardcover, 1996)
5. Sportmaterialien: Fahrradrahmen (Materialenzyklopädie: Wissenschaft und Technologie, 2001)
6. Parametrische Finite-Elemente-Analyse von Fahrradrahmengeometrien (Procedia Engineering, 20114)
7. Was ist ein Ermüdungsversagen und wie kann es vermieden werden?

Der entscheidende Faktor bei Aluminiumrahmen ist, dass praktisch alle Aluminiumlegierungen, die für den Bau geeignet sind, einer "Kaltverfestigung" unterliegen.

Dies bedeutet, dass ein Stück Aluminium, wenn es in Spannungsfreisetzungszyklen "getaktet" wird, dazu neigt, immer spröder zu werden. Stahl weist diese Eigenschaft nicht in annähernd gleichem Maße auf.

Beispiel: Vor einigen Jahren war ich auf einer Tour auf dem Campingplatz. Während ich mein Zelt aufbaute, bildete sich an einem der mehrsegmentigen Aluminiumstangen ein Riss am Ende, an dem die nächste Stange "einsteckt". Als ich mich umdrehte, ließ ich das Zelt in Ordnung aufbauen, aber am nächsten Abend entwickelten mehrere weitere Stangen ähnliche Risse, und am Ende der Reise musste ich das gesamte Set ersetzen. Das nächste Jahr hatte ein anderer Camper in der Gruppe genau das gleiche Problem.

Es war kein extremer Stress, der diese Risse verursachte, sondern einfach das "Radfahren" des 50- bis 60-fachen Auf- und Abbaus des Zeltes. Fahrradrahmen aus Aluminium bestehen aus besseren Legierungen und sind schwerer gebaut, aber derselbe Mechanismus funktioniert, und selbst ein Rahmen, der keiner extremen Beanspruchung ausgesetzt ist, wird bei der Verwendung immer spröder.

Ich habe vor ein paar Jahren mit jemandem zusammengearbeitet, der Fahrraddesigner bei cannondale war. Er hatte mir erzählt, dass die Rahmen so konstruiert waren, dass sie vor dem Ausfall 1.000.000 Mal mit dem Fahrrad geladen werden konnten. Das bedeutet, dass der Rahmen eine Million Mal vor dem Versagen auf die volle Konstruktionsspannung belastet werden kann.

Auch das Schweißen eines rissigen Rahmens ist eine SEHR schlechte Idee. Das Aluminium wird wärmebehandelt. Durch das Schweißen wird die Wärmebehandlung entfernt und die Festigkeit des Materials erheblich verringert. Für 7005 Aluminium bedeutet dies, dass die Zugfestigkeit von 41.000 psi auf 28.000 psi steigt. Dies entspricht einer Verringerung der Festigkeit um ca. 30%.

Der Rahmen dieses Fahrrads ist Cannondales "Optimo" -Legierung. Diese sind in der Regel leichter und steifer, was eine dünnere und konformere Rahmenkonstruktion ermöglicht. Ich habe viele Leute mit Optimo-Brüchen gehört, die bereit waren, wieder auf dasselbe zurückzugreifen, da so eine schöne leichte Fahrt ... Ich habe zum Beispiel keine Furio-Rahmen-Risse gesehen ... Seine bulligen und schweren 6061-T6-Röhren ziehen sich an Ich mache kein Rennrad, aber einen verdammt steifen und dauerhaften Rahmen. Dies sind nur meine 2c zur Überlegung ....

Nachdem ich einen 6061 Alurahmen (Marin Larkspur Hybrid Bike) mit lebenslanger Garantie besessen habe und nicht weniger als drei Garantieersatzrahmen (jedes Mal nach ca. 15 km Straßenkilometer) erhalten habe, alles aufgrund von Schläuchen, die aufgrund von Ermüdungsversagen zur Hälfte einrasten, d. H Ich würde dringend davon abraten, einen Alurahmen zu reparieren. Befindet sich ein Teil des Rahmens am Ende seiner Lebensdauer, ist dies auch für den Rest des Rahmens der Fall. Es gibt einen Grund, warum jedes kritische Alu-Teil eines Flugzeugs nach einer festgelegten Anzahl von Flugstunden ausgetauscht wird, unabhängig davon, ob es Anzeichen von Abnutzung aufweist, und der Grund ist Müdigkeit.