Yksivaihde.net » Avoin fillarikeskustelu

Runkomateriaaleista

(554 posts)

  1. Eiha
    Eiha
    Profiili

    Kauheasti näkee ja kuulee kiistelyä pyörän runkomateriaaleista “Steel is Real” “Vitu amuliini/palpa” “Hiilarii sen olla pitää” ja harvoin kuulee kauheasti järkevää perustelua suuntaan tai toiseen. Niinpä päätin tiivistää M.F Ashbyn artikkelista Materials, Bicycles and Design pari mielestäni kiinnostavaa kohtaa.

    Seuraavat kaksi kuvaa kertovat hieman pyörän runkomateriaalien tärkeistä mekaanisista ominaisuuksista kuten lujuudesta ja jäykkyydestä ja niiden suhteesta painoon. Kaikkihan haluavat kevyen pyörän mahdollisimman hyvillä ominaisuuksilla. En ota kantaa mikä lujuus tai jäykkyystaso on hyvä kenellekin. Se rippuu polkijan painosta, polkemisvoimasta ja pyörän geometriasta. Myös eri käyttötarkoituksissa arvostetaan enemmän toista ominaisuutta. Ratapyöräilijä haluaa mahdollisimman jäykän rungon, joka välittää parhaiten voiman alustaan kun taas maastopyöräilijä haluaa mahdollisimman lujan pyörän, joka kestää jatkuvaa maastossa runttaamista. Mutta molempia kuskeja yhdistää usein yhteinen tekijä eli he haluavat, että pyörä on mahdollisimman kevyt.

    Kuvasta A näkee miten eri materiaalit suhtautuvat toisiinsa, kun putken koko on rajoitettu (esim standardi 1 tuuma) ja putken seinämän paksuus on vapaa. Tämä tarkoittaa sitä, että kunhan putken koko on vakio, niin ei ole väliä onko se umpinainen vai ohutseinäinen. X-akselina on jäykkyyden suhde tiheyteen (eli painoon) ja y-akselina lujuuden suhde tiheyteen.

    Polymeerit (muovit) ja lyhytkuituiset komposiitit ovat alhaalla vasemmalla ja ne ovat selvästikin heikoin valinta. Jatkuvakuituinen hiilikuitukomposiitti (CFRP) on kuvan oikeassa yläkulmassa ja sillä onkin parhaat arvot molempien ominaisuuksien puolesta. Teräs-, alumiini-, magnesium- ja titaaniseokset ovat melkeimpä päällekäin ominaisuuksissa. Tarkennettu alue sisältää yleisimmät matalaseosteiset teräkset 531 ja 753, alumiinit 7075, 2024 ja 6061 lämpökäsiteltyinä joko T4 tai T6 mukaisesti. Myös titaanin B265 ja magnesiumin AZ61 ovat mukana. Hieman yllättäen puut kuten kuusi ja bambu ovat melko vahvoilla. Vaikka hiilikuitukomposiitit ovat paremmassa asemassa muihin nähden, niiden etu kuitenkin pienenee, kun pitää ottaa huomioon putkien yhdistämiseen kuluvat palat (hiilikuitua ei voi hitsata kuten useimpia metalliseoksia). Se kuinka kestäviä käytössä ja iskuissa puu ja hiilikuitu ovat onkin sitten eri asia.


    Kuva A. Materiaalivalintakartta lujuudelle ja jäykkyydelle kun tarkoituksena on saada mahdollisimman kevyt runko. Putken koko on rajoitettu, mutta seinämänpaksuus on vapaa.

    Kuvan B materiaalivalintakartta esittää lujuuden ja jäykkyyden suhteen keveyteen, kun putken halkaisijan suhde säteeseen on rajoitettu, mutta itse putken sädettä ei ole rajoitettu. Suomeksi siis putki voi olla minkä kokoinen tahansa, mutta seinämänpaksuuden suhde säteeseen on sama. Kartan avulla voidaan vertailla vaikka 3 tuumaa paksua putkea jolla on tietty seinämänpaksuus verrattuna muihin materiaaleihin.

    Kevyempien seosten ja komposiittien edut tulevat esiin, kun putken säteen rajoitus poistetaan ja muoto pääsee vaikuttamaan. Paksumpiputkiset rungot pääsevät kunnolla hyödyntämään materiaalien ominaisuuksia. Jos vertailukohteena pideteään perinteistä 531 teräsputkea huomataan, että muut metalliseokset ovat parempia lujuuden ja jäykkyyden suhteen. Tämän vuoksi nykyisten pyörien geometriat eivät ole enään välttämättä rajoittuneet tuohon legendaariseen yhden tuuman putkeen. Myös hiilikuitukomposiitit ja puu ovat erinomaisia materiaaleja, mutta niiden yhdistäminen rungoksi on hieman ongelmallista.


    Kuva B. Materiaalivalintakartta lujuudelle ja jäykkyydelle kun tarkoituksena on saada mahdollisimman kevyt runko. Putken koko ei ole rajoitettu, mutta muoto on vakio.

    Summa summarum: Koko jutun pointtina onkin, että niin kauan kuin pysytään tietyssä putken koossa ja seinämän paksuus saa muuttua, ei ole hirveästi eroa metalliseosten välillä ja hiilikuitu tarjoaa vain pienen edun. Sen sijaan kun siirrytään paksumpiin putkiin, joissa on sama muoto (seinämänpaksuuden suhde säteeseen) teräs jää auttamatta jälkeen. Tämän vuoksi uudemmissa rungoissa käytetään yleensä jotakin muuta kuin terästä ja putken paksuus ei ole rajattu. Paras materiaali siis riippuu käyttötarkoituksesta, kuskista ja pyörän rungon muodoista.

    Lähetetty 14:38, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  2. NKOTB
    NKOTB
    Profiili

    Kevyt, kestävä ja edullinen, valitse kaksi.

    "Onneksi skidit pitävät skarppina ja moottoripyöräily on minulle eräänlaista joogaa.” - Pertti ”Nipa” Neumann
    Lähetetty 14:44, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  3. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    Onko esim. Columbus SLX nyt sitten kevyt ja kestävä? Vai kevyt ja edullinen?

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 14:53, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  4. Haluasin Beryllium rungon.

    Lähetetty 14:53, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  5. NKOTB
    NKOTB
    Profiili

    vasaraasialainen - 12:53, 3.9.2009  » 
    Onko esim. Columbus SLX nyt sitten kevyt ja kestävä? Vai kevyt ja edullinen?

    Tota yhtälöä ei välttämättä voi soveltaa kuin uusiin runkoihin.

    "Onneksi skidit pitävät skarppina ja moottoripyöräily on minulle eräänlaista joogaa.” - Pertti ”Nipa” Neumann
    Lähetetty 14:57, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  6. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    NKOTB - 12:57, 3.9.2009  » 

    vasaraasialainen - 12:53, 3.9.2009  » 
    Onko esim. Columbus SLX nyt sitten kevyt ja kestävä? Vai kevyt ja edullinen?

    Tota yhtälöä ei välttämättä voi soveltaa kuin uusiin runkoihin.

    Mikä yhtälö pätee vanhempiin teräksiin?

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 14:58, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  7. NKOTB
    NKOTB
    Profiili

    vasaraasialainen - 12:58, 3.9.2009  » 

    NKOTB - 12:57, 3.9.2009  » 

    vasaraasialainen - 12:53, 3.9.2009  » 
    Onko esim. Columbus SLX nyt sitten kevyt ja kestävä? Vai kevyt ja edullinen?

    Tota yhtälöä ei välttämättä voi soveltaa kuin uusiin runkoihin.

    Mikä yhtälö pätee vanhempiin teräksiin?

    Kevyt, kestävä ja priceless, valitse kaksi.

    "Onneksi skidit pitävät skarppina ja moottoripyöräily on minulle eräänlaista joogaa.” - Pertti ”Nipa” Neumann
    Lähetetty 15:00, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  8. lm - 13:00, 3.9.2009  » 
    Haluasin Beryllium rungon.

    Haluaisin arborium-rungon

    a non ambidextrous fixy skidder thing.
    Lähetetty 15:03, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  9. jussi
    jussi
    Profiili

    lm - 13:03, 3.9.2009  » 
    Haluasin Beryllium rungon.

    "Berylliumia käytetään kevytmetalliseoksissa mikäli tarvitaan keveyttä, lujuutta ja jäykkyyttä."

    EDIT

    + "...beryllium ja monet sen yhdisteet maistuvat makealle."

    Lähetetty 15:07, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  10. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    NKOTB - 13:07, 3.9.2009  » 

    vasaraasialainen - 12:58, 3.9.2009  » 

    NKOTB - 12:57, 3.9.2009  » 

    vasaraasialainen - 12:53, 3.9.2009  » 
    Onko esim. Columbus SLX nyt sitten kevyt ja kestävä? Vai kevyt ja edullinen?

    Tota yhtälöä ei välttämättä voi soveltaa kuin uusiin runkoihin.

    Mikä yhtälö pätee vanhempiin teräksiin?

    Kevyt, kestävä ja priceless, valitse kaksi.

    Kelpuutan mielelläni ominaisuudet kevyt ja kestävä!

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 15:12, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  11. uao
    uao
    Profiili

    ChainThug - 13:12, 3.9.2009  » 

    lm - 13:00, 3.9.2009  » 
    Haluasin Beryllium rungon.

    Haluaisin arborium-rungon

    mulle kelpais amalgaamikin.

    Lähetetty 15:13, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  12. Eiha
    Eiha
    Profiili

    Beryllium on todella hyvää kamaa, mut vähän kallista. Sitä käytettiin ennen esim formuloissa, kunnes tajuttiin et se on hiton myrkyllistä ja aiheuttaa syöpää. Nykyään sitä käytetään vaan avaruuteen menevissä laitteissa.

    Lähetetty 16:09, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  13. Smurf
    Smurf
    Profiili

    lähteekö joku kimppatilaukseen adamantium-rungoista?

    Lähetetty 17:41, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  14. Jani S
    Jani S
    Profiili

    Minä noista kaavioista mitään ymmärrä, mutta omat kokemukset maastosta puoltaa terästä mukavana, "elävänä" materiaalina verrattuna jäykkään alumiiniin. Aikaisempi jäykkä alumiiniraami hakkas meikäläisen selän loppuun jo jossain puolentoista tunnin paikkeilla. Teräksellä ei ole selkävaivoista tietoakaan. Teräksenä täällä 'hitek' DN6, eli perus 4130.

    Lähetetty 17:51, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  15. jussi - 15:51, 3.9.2009  » 
    + "...beryllium ja monet sen yhdisteet maistuvat makealle."

    LICK MY BIKE!

    Vitsit sitsit... puinen fillari. Joku päivä se lähtee piirrustuspöydältä täysii tuonne työpöydän suuntaan. Hyvässä lykyssä se vielä pysähtyykin sinne joksikin aikaa.

    Production does not come with smooth welds. Written confirmation may support you in the unlikely event of a guarantee claim.
    Lähetetty 18:19, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  16. rokpete
    rokpete
    Profiili

    puinen fillari.

    mää oon semivakavissani yrittäny saada yhtä tuttua puuseppää lähtemään kokeilemaan tätä, mutta pitää juottaa (pun intended) vähä rankemmin sitä vielä.

    *** Hidas ja hiljainen ***
    Lähetetty 18:44, 3.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  17. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    Hei, sitten niistä alumiineista: mulla on nurkissa pyörimässä Principian ratarunko, joka on tarran mukaan muistaakseni 7020-sarjan putkea. Osaako kukaan mitään siitä sanoa?

    Hienolta se runko vaikuttaa, mutta myös kovin herkältä kolhuille, enkä ole sitä vielä kasannut. (Voi olla, että pelko sen kestävyydestä on turhaa. En osaa sanoa, kuinka paljon se eroaa esimerkiksi Cinellin Vigorellista, joilla ilmeisesti kuitenkin aika pelotta ajetaan.)

    Punnitsin itseni Bareknucklen kanssa digitaaliraatovaa'alla ja sitten perään Principian kera. Erotus oli 700 grammaa. Clasun vaaka tuskin on maailman tarkin laite, mutta on niiden runkojen painoissa aikamoinen ero joka tapauksessa.

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 8:35, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  18. Gopla
    Gopla
    Profiili

    Kertokaas oraakkelit tosiaan vähän ajo-ominaisuuksien lisäksi materiaalien kestävyydestä ulkoisia uhkia vastaan. Mitä tapahtuu millekin materiaalille kun kaupungilla viereen parkkeerattu pyörä kaatuu päälle tai kun pannujen jälkeen pyörä kyntää vähän mukulakiveä ja osuu katukiveyksen reunaan? Ja miten rungon kolhut ja muut vauriot vaikuttavat rungon kestävyyteen ajossa?

    Lähetetty 8:47, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  19. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    Kai ne klommot sitä turnauskestävyyttä syö, kun katoaa "jännitys" ja silleen. Näin kuvittelisin.

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 8:50, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  20. jussi
    jussi
    Profiili

    vasaraasialainen - 6:50, 4.9.2009  » 
    Punnitsin itseni Bareknucklen kanssa digitaaliraatovaa'alla ja sitten perään Principian kera. Erotus oli 700 grammaa. Clasun vaaka tuskin on maailman tarkin laite, mutta on niiden runkojen painoissa aikamoinen ero joka tapauksessa.

    Tulee tosta mieleen että jos siinä sun palpa-rungossa on kuitu- tai amuliini-keula kiinni niin vähintään puolet ellei enemmänkin painoerosta selittyy luultavasti sillä. Barenucklen oma teräskeula on nimittäin aika jyhkeä kapistus vaikka pelkkä runko itsessään on kaiketi hyvinkin kevyt.

    Lähetetty 9:59, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  21. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    Punnitsin siis pelkästään rungot. Haarukat olivat muualla.

    Mutta joo: Principian mukana tuli kuitua ja Bareknucklessa on se teräksinen malli.

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 10:19, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  22. joope
    joope
    Profiili

    Gopla - 7:59, 4.9.2009  » 
    Ja miten rungon kolhut ja muut vauriot vaikuttavat rungon kestävyyteen ajossa?

    Toi on helppo havainnollistaa seisomalla pystyssä olevan kaljatölkin päällä, ja sit tökkäämällä sen kylkeen pienen lommon. Tavallinen alumiinirunko ei ole mitenkään erityisen herkkä lommoontumaan, mutta mitä ohuempi seinämänvahvuus suhteessa halkaisijaan, sen herkempi. Mulla on scandiumrunko minkä putki lytistyy silminnähden jo peukalolla painamalla, sitä ei uskalla jättää mihinkään muiden kolhittavaksi, sen verran äärirajoilla mennään.

    hynysen näköinen mekaanikko
    Lähetetty 10:27, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  23. tle88
    tle88
    Profiili

    Ensinnäkin kiitos Eihalle erikoisen hienosta postauksesta. Tuo pääsi suoraan ja oitis omaan leikekansiooni. Olen noita kuvaajia ihmetellyt silmät tirrillään.

    Alumiineista: 7020 (AlZn4,5Mg1) = Lämpökäsiteltyä ja Magnesiumilla varustettuna kohtuullisen korroosiovapaata.
    Tuo on sangen kovaa ainetta. Runko on varmasti hyvin jäykkä.

    Tuo Scandium lisä onkin mielenkiintoinen asia: se vähentää alumiinin taipumusta kuumahalkeavuuteen.
    Käsitykseni mukaan se ei nosta vetolujuutta eikä kimmomodulia. Maksimi venyvyyttä kyllä.

    Toimiikohan sekin jonain apuliuottimena sulassa tilassa ? Kovuutta saadaan enemmän lisäämällä huomattavasti halvempaa kuparia lejeeringin joukkoon. Venyvyyden paraneminen lisää kuitenkin varmasti rungon elinikää. Scandium alumiini venyy vielä tilanteessa, missä tavallinen alumiini jo repeää.

    Tuure

    -.-

    Lähetetty 13:04, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  24. Eiha
    Eiha
    Profiili

    vasaraasialainen - 11:04, 4.9.2009  » 
    Hei, sitten niistä alumiineista: mulla on nurkissa pyörimässä Principian ratarunko, joka on tarran mukaan muistaakseni 7020-sarjan putkea. Osaako kukaan mitään siitä sanoa?

    Alumiineista: 7020 (AlZn4,5Mg1) = Lämpökäsiteltyä ja Magnesiumilla varustettuna kohtuullisen korroosiovapaata.
    Tuo on sangen kovaa ainetta. Runko on varmasti hyvin jäykkä.

    Pari sanaa alumiineista. Pyörän rungoissa käytetään runsaasti eri seoksia ja merkinnät ovat usein aika hepreaa. Kuitenkin sen verran voidaan yleistää, että kaikki seokset ovat vanhenevia eli sammutuksen jälkeen ylikylläisessä liuoksessa olevat seosaineiden atomit muodostavat erkaumia, jotka lujittavat materiaalia. Tuo nelinumeroinen luku esim 7020 kertoo siis mitä seosaineita sekaan on laitettu. Usein tuon merkinnnän jälkeen näkee joko T4 tai T6 merkinnän. T4 = luonnollinen vanheneminen huoneen lämpötilassa parin päivän kuluessa, T6 = keinovanheneminen korotetussa lämpötilassa esim. 120 astetta 24 tuntia.

    Normaalia rungonostajaa nuo eivät varmaankaan kiinnosta vaan itse ominaisuudet ovat tärkeämmät. Vertaillaan vaikka kahta runkomateriaaliana käytettyä alumiinia . Mainitsemasi Principian ratarungon 7020 ja perus nishikin hybridin 6xxx runko
    (epätarkkoja ja suuntaa-antavia lukuja)

    7020: Myötöraja 260 MPa, Murtolujuus 330 MPa
    6xxx: Myötöraja 160-215 MPa, Murtolujuus 195-205 MPa

    Ratarungon alumiini on siis paljon lujempaa tavaraa kuin hybridin joskin venymä on pienempi. Tosin jäykkyyteen vaikuttaa vain seinämänpaksuus eikä mikään seosaine.

    Lähetetty 13:37, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM
  25. vasaraasialainen
    vasaraasialainen
    Profiili

    Se on se Principian tuubisto kanssa aikamoista kokistölkkiä. Voisi tosiaan kuvitella, että kestää tällaista lankajalkaa ainakin mitä tulee vääntöön.

    monikko ja kuusikulmaista kääpiötä
    Lähetetty 13:46, 4.9.2009, 10 years sitten. # Login to Send PM

RSS feed for this topic

Reply »

You must log in to post.

Yksivaihde.net » Avoin fillarikeskustelu

Search with Google: