Ingegneria applicata alle DH

alek-91 · 6/6/13

Ecco la moto : https://www.facebook.com/2WheelsPoliTO ci sono tutte le foto del caso.
Cmq per piegare una sezione di alluminio chiusa con una larghezza di 40 mm e uno spessore di 4 non è poi così banale e considerate che i due gusci lavorano sempre in compressione trazione come se fosse un tubolare chiuso.
La colla non soffre a fatica. Cmq le analisi FEM mi daranno la risposta ... Ancora è solo un'idea

ugo · 6/6/13

JeromeDH92 ha scritto:
Ah beh allora provaci! Avete usato la schiuma come elemento strutturale?!? Cavoli, su una bici sarebbe una prima mondiale immagino!

Mi sembra che in alcuni telai in acciaio (forse Scapin) iniettavano una schiuma in prossimità del movimento centrale... per aumentare la rigidità in qel punto..

tappomo · 6/6/13

se ne fai uno scatolato allora ok

teoDH · 6/6/13

alek-91 ha scritto:
Allora rispondo un pò a tutti. Innanzitutto grazie per le critiche mosse . C'è da dire che il disegno in foto è solo una bozza ma diciamo che il tutto non è stato sparato a caso.
Vengo da una esperienza abbastanza approfondita sugli incollaggi strutturali. Con un team , abbiamo realizzato una intera moto incollata senza nessun tipo di saldatura formando una struttura a sandwich tubi da 2 mm , schiuma d'alluminio e lamiere di alluminio alto resistenziale da 0.8 mm , e una moto , lasciatevelo dire , ha molte più sollecitazioni di quelle di una bicicletta. Quindi la colla non è assolutamente un mio problema in quando incollata in un certo mood è di gran lunga superiore rispetto alla saldatura in quanto la superficie resistente è maggiore rispetto al cordone di saldatura che nel caso dell'alluminio come da voi già anticipato deve essere fatto da mani esperte.
Non è vero che vendano l'alluminio solo a chi ne compra 200-300 pezzi . Si può benissimo comprare quello che si vuole a tubi da 6 metri , a blocchi , e ad altro.
per quanto riguarda la dima di costruzione, nel disegno essendo una bozza non erano stati pensati i punti di posizionamento statico , ma con dei nottolini ricavati dal pieno che fanno coast to coast tra le due lamiere è molto semplice mettere tutto in posizione per l'incollaggio. E' chiaro che i pezzi dal pieno devono essere in tolleranza.
Per quanto riguarda l'adeguata rigidezza torsionale (anche se una struttura di 4 mm di alluminio più pezzi dal pieno e se vuoi honeycomb all'interno nonn si flette mica così facilmente) e flessionale, chiaramente prima farò un'analisi fem ipotizzando le peggiori ipotesi.
Per quanto riguarda angoli di sterzo ecc, penso che ci saranno dei libri teorici. E' indubbio che su molte quote la tendenza è univoca . Per quello che riguarda snodi, progressione e tutto , ho i mezzi (non il tempo) per valutare tutto per bene.

Parto da una considerazione: ho visto la pagina fb e la moto è da strada...
Beh, ti assicuro che in quel caso, le sollecitazioni di una DH sono di gran lunga maggiori, sopratutto nella zona movimento centrale e serie sterzo, avrai meno sollecitazione da vibrazioni e risonanza, ma il telaio dovrà affrontare grandi impatti, pietrate e cadute. Honda stessa quando terminò il progetto DH, nonostante la grande esperienza su strada e cross, dichiarò di aver imparato molto dal progetto proprio in termini di resistenza del telaio e impiego di materiali.
Detto questo, bici scatolate già ce ne sono, e sebbene in molti concordino i tubi sono per molti versi preferibili, a livello sperimentale si può provare di tutto.

Visto che sei a Torino, ti consiglio di andare a visitare i due più rinomati costruttori di bici da DH artigianali che abbiamo in italia, Fedrico Biora di MDEBikes e Tomaso Ancillotti, potrebbero darvi una mano sopratutto per criticità e geometrie, ed essendo entrambi due grandi appassionati e due persone molto disponibili, dubito che ti rifiuteranno un po' di tempo

JeromeDH92 · 6/6/13

alek-91 ha scritto:
Ecco la moto : https://www.facebook.com/2WheelsPoliTO ci sono tutte le foto del caso.
Cmq per piegare una sezione di alluminio chiusa con una larghezza di 40 mm e uno spessore di 4 non è poi così banale e considerate che i due gusci lavorano sempre in compressione trazione come se fosse un tubolare chiuso.
La colla non soffre a fatica. Cmq le analisi FEM mi daranno la risposta ... Ancora è solo un'idea

Ah ma siete del poli! A chi è aperto il recruitment? Solo specialistica? Mi sa che mi sono perso la mail che avete mandato... fate i test a Balocco? Sono aperti al pubblico?

alek-91 · 6/6/13

Per quest'anno siamo al completo , abbiamo fatto recruitment a marzo, però c'è anche il progetto bici al poli (policumbent) . Non esattamente una downhill ma sempre bici è =) . Non penso proviamo al balocco, è appannaggio delle auto lì, e comunque provare la moto dell'anno scorso è inutile.

Per TeoDH: è vero, la moto è da strada è quindi avrà sicuramente meno sollecitazioni rispetto a una offroad. Tutto però deve essere proporzionato. La bici che realizzerei io e che userei io in quanto non ho intenzione di farci del lucro sopra ma solo di sperimentare un pò, avrà un rider che ci farà tanta escrusione poca discesa libera, qualche salto di poco conto ( non mi fido a saltare con qualcosa che non ha un motore sotto) e quindi non sarà sollecitata fino allo stremo. E' chiaro che prenderò tutte le precauzioni . C'è da dire che però una moto da strada quando prende un cordolo a 120-130 non è che non sia sollecitata , inoltre bisogna considerare i momenti torcenti e flettenti dovute alle inerzie maggiori e alle coppie derivanti dal motore.
Comunque vi terrò aggiornati =)

marco10 · 6/6/13

alek-91 ha scritto:
avrà un rider che ci farà tanta escrusione poca discesa libera, qualche salto di poco conto

ma vuoi fare una DH o una AM?

kristian · 6/6/13

...viste le foto....complimenti .........complimenti a quella con i minishort sulla sinistra !!!!!

...e anche un pò a voi...!!!

cech12 · 6/6/13

guardate che tra moto da strada e DH la differenze è tanta.
ti assicuro che le sollecitazione nella dh ci sono piu che nella moto poi la dh subisce salti caduti impatti sassi che nella moto non ci sono,diciamo che la moto se si regge va bene tanto piu di quello non deve fare mentre la dh è un altra storia

cech12 · 6/6/13

alek-91 ha scritto:
Ecco la moto : [url]https://www.facebook.com/2WheelsPoliTO[/URL] ci sono tutte le foto del caso.
Cmq per piegare una sezione di alluminio chiusa con una larghezza di 40 mm e uno spessore di 4 non è poi così banale e considerate che i due gusci lavorano sempre in compressione trazione come se fosse un tubolare chiuso.
La colla non soffre a fatica. Cmq le analisi FEM mi daranno la risposta ... Ancora è solo un'idea

veramente la colla come ogni materiale la soffre la fatica,comunque ti dico che se un bullone serrato a morte si svita dopo tot ore di uso intensivo su pietraia etc. pensa la colla ti scoppia letteralmente,se ci rifacciamo al 747 dopo ogni tot ore di volo si deve controllare lo stato della colla e spesso sostituiscono intere regione e le re incollano con tanto di kg di rivetti da dh assiduo fidati che le vibrazioni distruggono tutto

alek-91 · 6/6/13

E' chiaro che niente è eterno , ma non soffre a fatica più di una saldatura. La colla che uso ha 60 Mpa/mm di resistenza e più superficie incollo più resiste. Sulla colla io sono più che sicuro. Al massimo posso metttere in discussione la rigidezza del tutto. Ma posso sempre inserire Alporas o un struttura honey comb per chiudere il tutto.

cech12 · 6/6/13

alek-91 ha scritto:
E' chiaro che niente è eterno , ma non soffre a fatica più di una saldatura. La colla che uso ha 60 Mpa/mm di resistenza e più superficie incollo più resiste. Sulla colla io sono più che sicuro. Al massimo posso metttere in discussione la rigidezza del tutto. Ma posso sempre inserire Alporas o un struttura honey comb per chiudere il tutto.

60Mpa sono circa 60n/mm^2 ben lontano dalle tensioni di rottura e snervamento dell'alluminio/acciaio

alek-91 · 6/6/13

Una saldatura dipende da che tipo di saldatura si fa , viene considerata come uguale al materiale solo in rari casi. Nel caso sia fatta una saldatura normale per una verifica a fatica su 2 milioni di cicli che è il valore standard per tutti i dimensionamenti si va da 36 a 160 Mpa dove 160 Mpa è nel caso si saldature laser con cordoni di saldatura di almeno 1 cm .
Quello che hai detto tu sul limite di snervamento di acciaio e alluminio mi sembra solo una cosa sparata li . In più le bici in carbonio non sono forse incollate ? Nessuno mi sembra si faccia problemi a salirci.
In più su questa bici dovrei salirci io quindi mi assumo i rischi di aprire il telaio e uccidermi.
Le critiche sono comunque costruttive , ma sull'incollaggio io non ho dubbi , perchè è semplicemente un altro modo di giunzione che se fatto bene non ha nessun problema.

Spakkabiker · 7/6/13

alek-91 ha scritto:
Una saldatura dipende da che tipo di saldatura si fa , viene considerata come uguale al materiale solo in rari casi. Nel caso sia fatta una saldatura normale per una verifica a fatica su 2 milioni di cicli che è il valore standard per tutti i dimensionamenti si va da 36 a 160 Mpa dove 160 Mpa è nel caso si saldature laser con cordoni di saldatura di almeno 1 cm .
Quello che hai detto tu sul limite di snervamento di acciaio e alluminio mi sembra solo una cosa sparata li . In più le bici in carbonio non sono forse incollate ? Nessuno mi sembra si faccia problemi a salirci.
In più su questa bici dovrei salirci io quindi mi assumo i rischi di aprire il telaio e uccidermi.
Le critiche sono comunque costruttive , ma sull'incollaggio io non ho dubbi , perchè è semplicemente un altro modo di giunzione che se fatto bene non ha nessun problema.

Una saldatura ben fatta resiste sempre di più del materiale di base. E' un fatto oggettivo. E se stai facendo ingegneria avrebbero dovuto dirtelo.

Sulle tensioni ammissibili a fatica dovresti rifarti un pò di calcoli, un acciaio decente, nemmeno più di tanto, come può essere un S355, ha un tensione di snervamento di 355, facendosi calcoli (haig, sines o quello che vuoi) per vita infinita ti verrebbe una tensione di 50 N/mm2...
E parlo di s355 che fondamentalmente è un acciaio del caspio. Se prendi un acciaio da rivenimento basso legato hai già tensioni di snervamento intorno ai 1300 N/mm2

un tensione a fatica di 180 N/mm2 ormai l'ottieni anche su plastiche come un poliammide PA 6 +GF30, ma questo non vuole dire che tu poi possa farci telai di biciclette. Devi sempre tenere di conto dei moduli di poisson e di Young e sopratutto di come gli stress e la temperatura influenza il comportamento meccanica del materiale.

JeromeDH92 · 7/6/13

Spakkabiker ha scritto:
Una saldatura ben fatta resiste sempre di più del materiale di base. E' un fatto oggettivo. E se stai facendo ingegneria avrebbero dovuto dirtelo.

Ma cosa? Una saldatura diminuisce SEMPRE le caratteristiche del materiale! Oltre al cordone centrale di saldatura dove avviene la cofusione vera e propria c'è intorno la ZTA (zona termicamente alterata) nella quale, in seguito alla saldatura, il metallo si trova in uno stato tensionamento causato dal fatto che il rapido riscaldamento e raffreddamento hanno impedito al materiale di variare liberamente il suo volume. I trattamenti più efficaci per ridurre (ma MAI eliminare completamento) questo stato tensionale sono, oltre ad alcuni accorgimenti (più passate, ordine di saldatura corretta, pezzo posizionato bene, zone da saldare pulite, etc) quelli termici. Ma con questi (che non sempre si possono fare) si riportano il valore delle tensioni non sotto la sollecitazione di snervamento , alla temperatura del trattamento, che è quella che ridistribuisce le tensioni impedendone l'aumento. Ci si ritrova quindi, nella migliore delle ipotesi, con un materiale snervato, che è la normale condizione di un materiale che è stato piegato... quindi solo come limite teorico una saldatura è resistente quanto il materiale originale. Nella pratica ciò non accade mai ed è per questo che si deve o apportare materiale o aggiungere dei rinforzi come dei fazzoletti.

JeromeDH92 · 7/6/13

Sulla fatica non c'è niente da fare... l'alluminio non è come l'acciaio o il titanio che presentano un limite del carico sotto il quale la vita del materiale è infinito. Si sa già che prima o poi cederà, è inevitabile... è dubito che la bici verrà usata così tanto da raggiungere i classici 6-7 milioni di cicli massimi teorici per l'alluminio

alek-91 · 7/6/13

Spakkabiker ha scritto:
Una saldatura ben fatta resiste sempre di più del materiale di base. E' un fatto oggettivo. E se stai facendo ingegneria avrebbero dovuto dirtelo.

Sulle tensioni ammissibili a fatica dovresti rifarti un pò di calcoli, un acciaio decente, nemmeno più di tanto, come può essere un S355, ha un tensione di snervamento di 355, facendosi calcoli (haig, sines o quello che vuoi) per vita infinita ti verrebbe una tensione di 50 N/mm2...
E parlo di s355 che fondamentalmente è un acciaio del caspio. Se prendi un acciaio da rivenimento basso legato hai già tensioni di snervamento intorno ai 1300 N/mm2

un tensione a fatica di 180 N/mm2 ormai l'ottieni anche su plastiche come un poliammide PA 6 +GF30, ma questo non vuole dire che tu poi possa farci telai di biciclette. Devi sempre tenere di conto dei moduli di poisson e di Young e sopratutto di come gli stress e la temperatura influenza il comportamento meccanica del materiale.

Prima di tutto che nelle plastiche non parliamo di giunzioni. Secondo come ha detto jerome solo in teoria con la saldatura parliamo di materiale snervato. La colla inoltre ha una sezione resistente che è maggiore rispetto a quella di una saldatura se l'incollaggio viene fatto per lavorare a taglio, con crea ZTA e non ho bisogno quindi di dime per costruire il tutto.
Poi non penso che una bici lavorerà mai a una temperatura vicina a quella di rammollimento che è intorno ai 500 gradi , e i moduli di Poisson-young come ho già detto saranno considerati dall'analisi FEM più avanti.

udc-ban · 7/6/13

Avete usato la schiuma come elemento strutturale?!? Cavoli ha scritto:
ma GT prima di buttarsi nel prototipo dello stampo in termoplastica della Zaskar che costava mille miliardi di dollari ( nel senso costò davvero tanto , lo stampo intendo ) studiò una schiuma additiva come elemento strutturale.

Poi buio.

Le spy story del tempo riportarono anche uno studio Cannondale in schiuma: Una Raven scatolata e schiumata.

Un pò come il progetto di un telaio in Aermet.

Materiale fascinosissimo.

Alek- perchè scrivi in un forum di Downhill MTB che tu non salteresti mai con un mezzo che non abbia un motore sotto?

Scusa vieni a chiedere consigli, ti rispondono in mille e tu bistratti la DH?

Non è bello.

Se può essere d'aiuto sti tizi qua tempo fa avevano un foam frame box.
ciao

https://www.facebook.com/Rektacide.Bikes

alek-91 · 7/6/13

ma non volevo bistrattare nessuno =) Ammiro il Dh e chi lo pratica seriamente . Come ho già detto la bici per me è un allenamento e non salto con una bici (dove per salto intendo salti seri) semplicemente perchè essendo una pippa non mi fido di me stesso. Con la moto da cross avendo anche una discreta esperienza mi fido di più, anche a livello di ciclistica e tutto nonostante sappia che le bici non sono da meno .
Ho scritto qui perchè volendo fare un DH mi sembrava il posto più adatto. Se ho sbagliato chiedo scusa e si può anche chiudere il topic.

marco10 · 7/6/13

più che altro se arrivato chiedendo consigli ma a tutti quelli che ti hanno risposto hai ribattuto da "imparato".
quindi che li chiedi a fare i consigli se non li ascolti?

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