Io ho sempre avuto biciclette in acciaio, indistruttibili! Il problema della scelta deve essere considerato però in maniera più tecnica. Innanzitutto dobbiamo esaminare quelli che sono i criteri che caratterizzano un telaio sia esso di acciaio che di alluminio. questi elementi sono: la densità, il modulo di elasticità, la resistenza alle rotture, il limite di fatica e la duttilità.
La densità è per l' alluminio di 2,70 kg/dm3, il titanio 4,50 kg/dm3 e l' acciaio 7,80kg/dm3. Da questi dati si evince che una bicicletta in acciaio debba pesare molto di più di una in alluminio. In realtà non è così. Infatti nei telai in alluminio perche abbiano una sufficiente rigidità si devono utilizzare tubazioni di diametro più grande, conosciute come oversize, mentre le tubazioni in acciaio hanno bisogno di spessori più ridotti. Perciò un telaio in alluminio peserà meno di uno in acciaio, ma non poi così tanto.
Veniamo al modulo di elasticità. Questo modulo è importante allorchè è decisivo che il telaio debba essere rigido affinchè la forza che il ciclista imprime sui pedali non vada dispoersa, cosa che accadrebbe con un telaio trioppo elastico. I valori di elasticità sono per l' alluminio 70.000 N/mm2, per il titanio 105.000N/mm2 e per l' acciaio 210.000N/mm2. Questo ci fa comprendere come il valore più rigido spetti all' acciaio. Ma allora perchè anche i telai in alluminio hanno sufficienrte rigidità? E' il cane che si morde la coda. stesso discorso di prima, affinchè un telaio di alluminio sia rigido deve avere le tubazioni maggiorate ovvero oversize. Anche questo artificio comporta che la differenza di peso tra acciaio e alluminio non sia così eclatante.
Ora analizziamo la resistenza alle rotture che è per le tubazioni in alluminio di 400-470 N/mm2, per il titanio di 800-900N/mm2 e per l' acciaio di 1200-1500N/mm2. Attualmente un buon telaio di alluminio non supera un carico di rottura che vada oltre 480N/mm2, ovvero un terzo delle più curate leghe in acciaio. Quindi anche in questo caso i produttori di telai in alluminio intervengono con il seguente artificio, ovvero diminuiscono lo spessore nei punti meno sollecitati e lo aumentano in quelli più sollecitati. Mai comunque il telaio di alluminio potrà raggiungere gli elevati livelli di resistenza alle rotture dei telai in lega di acciaio o di quelli in lega di titanio.
Altro elemento importante da analizzare è il limite alla fatica che esiste per l' acciaio e per il titanio, ma non per l' alluminio. cosa significa questo? che acciaio e titanio hanno una intensità carico limite sal di sotto della quale possiamo applicare sollecitazioni in numero infinitosenza che questo provochi fratture da fatica. Non è così per l' alluminio, infatti un telaio in alluminio si consuma con le sollecitazioni, tanto che fatica dopo fatica a cui il telaio di alluminio viene sottoposto questo può fratturarsi.
Ora vi invito a seguire bene il discorso sull' ultimo criterio, quello della duttilità. I dati di questa definiscono la percentuale di allungamento dei vari materiali. questa è per l' alluminio 6-12per l' acciaio 10-15 e per il titanio 20-30. Ora tenendo conto che la letteratura considera un allungamento dell' 8% come soglia critica a rischio di rottura, la soglia dell' alluminio può essere anche al di sotto di questa e nel migliore dei casi appena superiore alla soglia critica di rottura.
La densità è per l' alluminio di 2,70 kg/dm3, il titanio 4,50 kg/dm3 e l' acciaio 7,80kg/dm3. Da questi dati si evince che una bicicletta in acciaio debba pesare molto di più di una in alluminio. In realtà non è così. Infatti nei telai in alluminio perche abbiano una sufficiente rigidità si devono utilizzare tubazioni di diametro più grande, conosciute come oversize, mentre le tubazioni in acciaio hanno bisogno di spessori più ridotti. Perciò un telaio in alluminio peserà meno di uno in acciaio, ma non poi così tanto.
Veniamo al modulo di elasticità. Questo modulo è importante allorchè è decisivo che il telaio debba essere rigido affinchè la forza che il ciclista imprime sui pedali non vada dispoersa, cosa che accadrebbe con un telaio trioppo elastico. I valori di elasticità sono per l' alluminio 70.000 N/mm2, per il titanio 105.000N/mm2 e per l' acciaio 210.000N/mm2. Questo ci fa comprendere come il valore più rigido spetti all' acciaio. Ma allora perchè anche i telai in alluminio hanno sufficienrte rigidità? E' il cane che si morde la coda. stesso discorso di prima, affinchè un telaio di alluminio sia rigido deve avere le tubazioni maggiorate ovvero oversize. Anche questo artificio comporta che la differenza di peso tra acciaio e alluminio non sia così eclatante.
Ora analizziamo la resistenza alle rotture che è per le tubazioni in alluminio di 400-470 N/mm2, per il titanio di 800-900N/mm2 e per l' acciaio di 1200-1500N/mm2. Attualmente un buon telaio di alluminio non supera un carico di rottura che vada oltre 480N/mm2, ovvero un terzo delle più curate leghe in acciaio. Quindi anche in questo caso i produttori di telai in alluminio intervengono con il seguente artificio, ovvero diminuiscono lo spessore nei punti meno sollecitati e lo aumentano in quelli più sollecitati. Mai comunque il telaio di alluminio potrà raggiungere gli elevati livelli di resistenza alle rotture dei telai in lega di acciaio o di quelli in lega di titanio.
Altro elemento importante da analizzare è il limite alla fatica che esiste per l' acciaio e per il titanio, ma non per l' alluminio. cosa significa questo? che acciaio e titanio hanno una intensità carico limite sal di sotto della quale possiamo applicare sollecitazioni in numero infinitosenza che questo provochi fratture da fatica. Non è così per l' alluminio, infatti un telaio in alluminio si consuma con le sollecitazioni, tanto che fatica dopo fatica a cui il telaio di alluminio viene sottoposto questo può fratturarsi.
Ora vi invito a seguire bene il discorso sull' ultimo criterio, quello della duttilità. I dati di questa definiscono la percentuale di allungamento dei vari materiali. questa è per l' alluminio 6-12per l' acciaio 10-15 e per il titanio 20-30. Ora tenendo conto che la letteratura considera un allungamento dell' 8% come soglia critica a rischio di rottura, la soglia dell' alluminio può essere anche al di sotto di questa e nel migliore dei casi appena superiore alla soglia critica di rottura.
Capite a me. Acquistate una bella bicicletta in acciaio. Risparmierete anche e porterete a casa una struttura indistruttibile. Naturalmente attendo commenti su questo mio articolo.
densità, elasticità, telaio acciaio, telaio alluminio,
internetgrafia. studi ingegneria università di Trento
nella foto bicicletta con telaio in legno da bicidepoca.com
Questo articolo ha licenza Creative commons BY-NC-SA