Le cadre est l'âme du vélo

Le cadre du vélo fait référence au squelette de l'ensemble du vélo, qui détermine et affecte au maximum l'exactitude et le confort de la posture de conduite. Matériaux Les matériaux du cadre ont évolué depuis le premier acier au chrome-molybdène jusqu'aux alliages d'aluminium, puis à l'utilisation de matériaux composites tels que la fibre de carbone. D'autres incluent les alliages de scandium, les alliages de magnésium, les alliages de titane, etc. L'industrie continue de développer de nouvelles formules de matériaux et d'améliorer les raccords de tuyauterie et la conception structurelle. capacités et technologie de traitement innovante, juste pour rendre le cadre plus léger, plus solide, plus confortable, plus épuré et plus beau.

Il existe depuis longtemps de nombreux mythes erronés sur les matériaux de monture. La réalité est qu'en choisissant le bon diamètre de tube, l'épaisseur de paroi et la géométrie du cadre, vous pouvez construire un cadre qui répond à vos exigences de qualité de conduite en utilisant n'importe lequel des matériaux de cadre disponibles.

Rigidité, solidité et poids

La force et la rigidité sont deux propriétés sur lesquelles les gens se trompent souvent. Pour comprendre les différences entre les cadres constitués de différents matériaux, il est nécessaire de clarifier les différences entre ces deux propriétés. Supposons qu'une extrémité d'une tige métallique soit fixée sur un luminaire et qu'un certain poids soit ajouté à l'autre extrémité pour plier temporairement la tige métallique. Lorsque le poids est retiré, la tige métallique reprend immédiatement sa forme initiale. Lorsque le même poids est ajouté à différents matériaux, différents degrés de flexion se produiront. C'est la rigidité. Supposons également que le poids suspendu à l’autre extrémité de la tige métallique soit suffisamment lourd pour provoquer une déformation permanente de la tige métallique. C'est-à-dire que lorsque le poids est retiré, la tige métallique est toujours pliée et ne peut pas reprendre complètement sa forme originale, ce qu'on appelle le rendement. ). La force qui fait céder un matériau varie d’un matériau à l’autre. C'est ce qu'on appelle la force.

Raideur

La rigidité affecte la qualité de conduite du cadre, car c'est le cadre qui craint le plus la déformation lors d'une conduite normale. La rigidité est déterminée par le coefficient élastique du matériau et, surtout, le coefficient élastique n'a rien à voir avec la qualité du métal et la composition de son alliage. Par exemple, tous les types d’acier ont essentiellement le même coefficient élastique.

Force

La solidité est liée à la durabilité du cadre mais pas à la qualité de conduite. La résistance est déterminée par la limite d'élasticité du matériau. La limite d'élasticité est étroitement liée à la qualité des tubes du cadre, au processus de traitement thermique et à la composition de l'alliage (certaines marques et types).

Poids

Outre la solidité et la rigidité, le poids est également un problème. Tout comme la rigidité, le poids n’est que légèrement affecté par la composition de l’alliage du matériau.

Notez que la rigidité et le poids n'ont rien à voir avec la qualité du matériau, le traitement thermique ou la composition de l'alliage. Par exemple, tous les tuyaux en acier pour automobiles, depuis les vélos bon marché des grandes surfaces jusqu'aux vélos coûtant des milliers de dollars, ont le même module d'élasticité de 30 et un poids de 490.

Quiconque vous dit qu’une certaine marque d’acier (ou d’aluminium ou de titane) sera plus légère ou plus rigide ment. La différence entre des tuyaux de qualités différentes (même matériau) réside dans la limite d'élasticité et non dans le poids ou la rigidité. Il ressort du tableau ci-dessus que lorsque le diamètre du tuyau et l'épaisseur de paroi sont identiques, la rigidité du cadre en aluminium n'est que d'un tiers de celle du cadre en acier, et le cadre en titane n'est que la moitié de la rigidité du cadre. châssis en acier. La limite d'élasticité de l'aluminium est assez fragile par rapport à l'acier ou au titane, ce qui signifie qu'il est plus susceptible d'être endommagé. En termes de poids, un cadre en aluminium de mêmes spécifications ne représente qu'un tiers d'un cadre en acier, et un cadre en titane représente environ la moitié du poids d'un cadre en acier.

Ce qui précède n’est qu’une comparaison générale et ne veut pas dire grand-chose, car personne n’utilisera les mêmes spécifications pour construire des cadres avec ces trois matériaux différents.

Le vélo réel est ajouté au calcul en fonction des caractéristiques du matériau, et le diamètre et l'épaisseur de paroi de chaque tube qui compose le cadre sont sélectionnés. À l'heure actuelle, le diamètre du tuyau est principalement lié à la rigidité du cadre, et l'épaisseur de la paroi du tuyau est principalement liée à la résistance (le diamètre du tuyau sera également lié), et le diamètre du tuyau et l'épaisseur de la paroi affectent le poids du cadre.

Les fabricants de cadres doivent peser la relation entre les différents diamètres de tubes et épaisseurs de paroi ainsi que la rigidité, la résistance et le poids du cadre pour faire des compromis.

Acier et titane

En revenant au tableau ci-dessus, vous pouvez constater qu'un cadre en titane est presque aussi solide qu'un cadre en acier, mais seulement la moitié du poids et la moitié de la rigidité d'un cadre en acier. En raison de la rigidité réduite d'un tel cadre, il sera un peu glissant, surtout lors de longs trajets avec une charge. Les fabricants de cadres peuvent utiliser des tubes de plus grand diamètre pour augmenter la rigidité, ce qui ajoutera un peu de poids mais sera toujours plus léger qu'un cadre en acier classique.

Acier et aluminium

Habituellement, la rigidité et le poids d’un cadre en aluminium ne représentent qu’un tiers de ceux d’un cadre en acier, et la résistance n’est que de moitié. C’est pourquoi le cadre en aluminium est évidemment de plus en plus épais, juste pour obtenir la bonne résistance. Résistance et rigidité, et un tel cadre est toujours plus léger qu'un cadre en acier.

Tuyaux larges et fins

Les avantages d’un grand diamètre de tuyau peuvent également s’appliquer à l’acier, mais il existe en fait une limite. Si vous construisez un cadre à partir de tubes d'acier de deux pouces de diamètre, vous pouvez construire un cadre plus solide que ce dont quiconque a besoin, et tant que les parois des tubes sont suffisamment fines, il peut également être très léger. Alors pourquoi aucun fabricant ne le fait-il ? Il y a deux raisons :

- Plus la paroi du tuyau est fine, plus il est difficile de bien l'assembler. En regardant les tuyaux généraux à double étirage, vous constaterez que le milieu peut être plus fin et les deux extrémités peuvent être plus épaisses pour un soudage plus facile.

- De plus, si la paroi du tuyau est trop fine, elle sera facilement bosselée et certaines extrémités de câblage soudées en surface ne seront pas correctement soutenues.

Rigidité et qualité de roulement

Beaucoup de gens vous feraient croire que la rigidité du cadre n’a pas grand-chose à voir avec la qualité de roulement. Jetons un coup d'œil à différents points de vue :

Rigidité torsionnelle/latérale (Raideur torsionnelle/latérale) Ceci est principalement lié à la force exercée par la pédale. Tout cadre aura une force élastique au niveau du boîtier de pédalier pour résister lorsque la force de la pédale est appliquée. Cette élasticité peut être ressentie et de nombreux cyclistes pensent qu'elle enlève la puissance du pédalage. En fait, ce n’est pas vrai, car le métal du cadre est un ressort très efficace, et la force finira par être renvoyée, et la perte sera assez légère. Cependant, la plupart des cyclistes trouvent cette sensation élastique désagréable et préfèrent que cette partie du cadre soit plus stable. Ceci est particulièrement important pour les cyclistes plus grands et plus lourds ou pour ceux qui aiment se lever et pomper le vélo.

Les matériaux du cadre de vélo sont principalement divisés en quatre types : l’acier, l’alliage d’aluminium, l’alliage de titane et la fibre de carbone. La méthode de différenciation rapide est la suivante :

1. Alliage d'aluminium :

L'alliage d'aluminium est sensible, léger et très rigide, mais il transmet également chaque vibration au sol, sacrifiant légèrement le confort. Il est relativement bon marché et se décline dans de nombreux styles de monture, ce qui en fait un choix populaire auprès de tous.

2. Alliage de titane :

Les caractéristiques de l'alliage de titane sont très similaires à celles de la combinaison d'un alliage d'aluminium et de fibre de carbone. Il peut avoir une élasticité similaire à la fibre de carbone et profiter de la légèreté et de la rigidité de l'alliage d'aluminium. Sa particularité est qu'en raison du coefficient de dilatation soudain, il est impossible de peindre la surface métallique. Heureusement, le titane n’est pas facile à corroder et à oxyder, et sa couleur est également unique. Mais son prix est également hors de portée des deux premiers.

3. Matériau en acier allié :

L’acier est le matériau de cadre de vélo le plus traditionnel. Divers aciers alliés modernes peuvent obtenir de bons résultats en termes de rigidité, d'élasticité, de transmission et de stabilité. Le seul inconvénient est que l'acier présente un défaut de poids et qu'il est plus lourd que les matériaux ci-dessus. D'une manière générale, les matériaux en acier allié sont relativement bon marché et la série Giant Bora en est un représentant typique. Cependant, le prix des cadres en acier au chrome et en acier au chrome-molybdène de haute qualité n'est pas bon marché et il ne peut pas être comparé aux matériaux en acier allié achetés dans les étals de rue.

4. Fibre de carbone :

Caractéristiques de la fibre de carbone : élasticité, sensation de conduite stable, bonne durabilité lors des croisières longue distance et confort élevé. L'inconvénient est que le prix est peu élevé. tandis que de plus en plus de cyclistes choisissent les cadres en carbone en raison de leur cadre plus performant et de leur bonne expérience de conduite.