मुझे अब तक अन्य उत्तरों की तुलना में थोड़ा आगे जाने का प्रयास करने दें। इस अच्छी तरह से समझाने की मेरी क्षमता इस तथ्य से सीमित हो सकती है कि मैं एक इंजीनियर नहीं हूं। मैं किसी भी सुधार का स्वागत करता हूं।
थकान-संबंधी जीवनकाल
इस खंड में क्रैश या क्षति के बिना सामान्य उपयोग को दोहराने के बाद थकान के संबंध में जीवन का विवरण दिया गया है। परम्परागत ज्ञान यह है कि स्टील और टाइटेनियम सबसे टिकाऊ फ्रेम सामग्री हैं, उदाहरण के लिए [यह उत्तर] संबंधित प्रश्न 1 । इसके लिए कुछ अनपैकिंग की आवश्यकता होती है। कई सामग्री बार-बार लोडिंग (जैसे पेडल स्ट्रोक) के बाद थकान का अनुभव करती हैं । आइए इस बिट पर विकिपीडिया को उद्धृत करते हैं:
सामग्री विज्ञान में, थकान चक्रीय लोडिंग के कारण एक ऐसी सामग्री का कमजोर होना है जिसके परिणामस्वरूप प्रगतिशील और स्थानीय संरचनात्मक क्षति और दरारें बढ़ जाती हैं। एक बार दरार शुरू हो जाने के बाद, प्रत्येक लोडिंग चक्र दरार को थोड़ी मात्रा में बढ़ा देगा, आमतौर पर फ्रैक्चर सतह के कुछ हिस्सों पर स्ट्राइक का उत्पादन होता है। दरार तब तक बढ़ती रहेगी जब तक कि यह एक महत्वपूर्ण आकार तक नहीं पहुंच जाती है, जो तब होती है जब दरार का तनाव तीव्रता कारक सामग्री के फ्रैक्चर की कठोरता से अधिक हो जाता है, जो तेजी से प्रसार का उत्पादन करता है और आमतौर पर संरचना का पूरा फ्रैक्चर होता है।
स्टील और टाइटेनियम की थकान की सीमा होती है । यही है, एक निश्चित महत्वपूर्ण राशि के नीचे किसी भी लोड करने से थकान बिल्कुल नहीं होगी। मुझे यकीन नहीं है कि प्रत्येक सामग्री के लिए महत्वपूर्ण राशि क्या है, हालांकि, और मुझे यकीन नहीं है कि किस प्रकार के प्रभाव इससे अधिक होंगे (जैसे मुझे संदेह है कि कई वाहन प्रभाव दोनों धातुओं की सीमा से अधिक हैं)। एल्युमिनियम ( लेनार्ड ज़िन से लिंक ) में थकान की सीमा नहीं होती है। लोड की कोई भी मात्रा धातु को कमजोर करेगी, और यह अंततः थकान और दरार होगी।
हालांकि, याद रखें कि वे हवाई जहाजों को एल्यूमीनियम से बाहर करते हैं, और विमान दशकों तक सेवा में हो सकते हैं। इसलिए, निर्माण की गुणवत्ता के आधार पर, हम उम्मीद कर सकते हैं कि एल्यूमीनियम फ्रेम बहुत लंबे जीवनकाल के लिए सक्षम हो। दरअसल, शेल्डन ब्राउन की साइट पर टूर मैगज़ीन द्वारा 12 फ़्रेमों के 1997 के परीक्षण का लिंक दिया गया है (जर्मन से डेमन रिनार्ड द्वारा अनुवादित)। परीक्षण में 4 एल्युमिनियम फ्रेम (उदाहरण के लिए कैनॉन्डेल सीएएडी 3), 4 स्टील फ्रेम (जैसे लुग्ड डी रोजा एसएलएक्स, वेल्डेड फोंड्रीएस्ट), कुछ कार्बन (जैसे ट्रेक ओसीएलवी मोनोकोक, एल्युमीनियम ट्यूब्स में कार्बन ट्यूबों के साथ समय हेलिक्स), और कुछ टाइटेनियम (जैसे) एक मर्लिन टीम रोड)।
ये सभी उच्च अंत फ्रेम थे, और वे हल्के, पतले ट्यूबिंग की ओर तिरछे हो सकते थे। हालांकि, एक कार्बन और दो एल्यूमीनियम फ्रेम (ट्रेक ओसीएलवी, सीएएडी 3, और प्रिंसिपिया आरएसएल) ने इसे परीक्षण के अंत में बनाया, जबकि चयनित स्टील फ्रेम में से किसी ने भी नहीं किया। तो, एल्यूमीनियम की एक सैद्धांतिक सीमा हो सकती है, लेकिन शौकिया साइकिल चालकों के लिए इसे व्यवहार में अधिक करना मुश्किल हो सकता है।
मुझे यकीन नहीं है कि, विशेष रूप से, मैंने अपने कैरियर में कार्बन फाइबर और थकान के बारे में पहले सुना था। कार्बन फाइबर वास्तव में थकान के लिए अतिसंवेदनशील नहीं हो सकता है। में इस Cyclingtips लेख , कई साइकिल कंपोजिट इंजीनियरों है कि यह समझ में ऊपर चर्चा में नहीं थकान करता है का कहना है। कार्बन फाइबर फ्रेम आपके जीवनकाल को नुकसान पहुंचा सकते हैं। विमानन उद्योग तेजी से कार्बन भागों में जा रहा है, और फिर, अगर कार्बन नाजुक थे, तो वे ऐसा नहीं करेंगे। योजनाओं के लिए एक बहु-दशक सेवा जीवन होना चाहिए क्योंकि वे बहुत महंगे हैं।
निर्माण प्रक्रिया
फिर से, मैं एक सामग्री इंजीनियर नहीं हूं, लेकिन उस 1997 के परीक्षण में कई फ्रेम जोड़ों में विफल रहे, जैसे कि लग्स या वेल्ड ज़ोन में। टाइटेनियम के लिए, वेल्ड एक अक्रिय गैस के तहत किया जाना चाहिए। यदि कोई ऑक्सीजन या नाइट्रोजन वेल्ड में जाता है, तो यह सामग्री को भंगुर बना सकता है, और यह दरार कर देगा । मुझे यकीन नहीं है कि स्टील और एल्यूमीनियम के लिए रासायनिक मुद्दे क्या हैं, लेकिन मुझे संदेह है कि वेल्ड पर संदूषण भी संभव है। फिर से ज़िन का हवाला देते हुए:
यदि आपके पास एक स्टील या टाइटेनियम फ्रेम था, तो मैं निश्चित थकान की ऐसी कोई भविष्यवाणी नहीं कर सकता था। ऐसा इसलिए है, क्योंकि यदि फ्रेम का डिज़ाइनर स्टील या टाइटेनियम ट्यूब को चुनता है, जिसकी तन्यता ताकत और आयाम (दीवार की मोटाई, व्यास और आकार) ऐसी है कि सवारी करते समय देखा गया तनाव कभी अधिक नहीं होगा - तो कहें, अपनी गर्मी में 40 प्रतिशत तन्यता ताकत- प्रभावित (यानी, वेल्ड) क्षेत्र - फिर फ्रेम दुर्घटना की अनुपस्थिति में अनिश्चित काल तक चलेगा। बेशक, notches या dents या खराब वेल्ड (या, स्टील, जंग के मामले में) उस सीमा को कम कर देगा (साथ ही तन्यता की शक्ति कम) और कम तनाव या कम संख्या में चक्रों में थकान की विफलता का कारण बन सकता है।
ज़िन स्टील या टाइटेनियम में गर्मी प्रभावित क्षेत्रों के लिए भी दृष्टिकोण रखते हैं। मेरा मानना है कि वेल्डिंग के दौरान तीव्र गर्मी के कारण, फ्रेम गर्मी से प्रभावित क्षेत्रों में कमजोर है। मुझे लगता है कि यह एक कारण है कि सिल्वर ब्रेज़िंग या लग्स वेल्डेड स्टील का एक संभावित विकल्प था, क्योंकि ये प्रक्रियाएं कम तापमान पर की जाती हैं। हालांकि, टूर टेस्ट से पता चलता है कि जोड़ों में ढीला स्टील भी टूट सकता है। ऐसा लग सकता है कि लू लगने के कारण संक्रमण हो सकता है। हम स्पष्ट रूप से ठीक से नहीं जानते हैं कि टूर टेस्ट में फ्रेम क्यों टूटा, लेकिन ब्राउन की साइट पर विफलताओं की तालिका को पढ़ते हुए, उनमें से कई जोड़ों पर लग रहा था। इससे मुझे लगता है कि विनिर्माण प्रक्रियाओं की विफलताएं थीं।
मेरी जानकारी के लिए, कार्बन फ्रेम आमतौर पर पूर्व-निर्मित कार्बन शीट से बने होते हैं जो एक मोल्ड में व्यवस्थित होते हैं। फिर, राल जोड़ा जाता है, और वे तख्ते को सेंकते हैं। मेरा मानना है कि आमतौर पर आगे और पीछे के त्रिकोण अलग-अलग बने होते हैं, फिर एक साथ बंधे होते हैं। कार्बन फ्रेम में हीट ट्रीटमेंट की तुलना में अलग मुद्दे हो सकते हैं। राउल लेउशर का एक यूट्यूब चैनल हैजहां वह दुर्घटनाग्रस्त कार्बन फ्रेम में कटौती करता है जो उसे मूल्यांकन के लिए भेजा जाता है। वह अक्सर कार्बन में voids (यानी छेद) पाता है। वह एक पूर्व वैमानिकी इंजीनियर है। वह संकेत देता है कि ये मुद्दे हैं, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैंने एक विस्तृत विवरण देखा है। मुझे संदेह है कि धातु के फ़्रेमों में दरारें उसी तरह काम कर सकती हैं, और बार-बार लोड करने से शून्य का समय के साथ प्रचार (यानी विस्तार) हो सकता है, और अंततः हम एक थकान विफलता के रूप में क्या अनुभव कर सकते हैं।
इसके अलावा, कार्बन फाइबर वास्तव में कई पतले और बहुत मजबूत फाइबर से बना है। कार्बन कांटा विफलताओं के एक हालिया समूह के बारे में एक पॉडकास्ट में, उन्होंने कहा कि कुछ कांटों को इलाके में केबल से गुजरने में मदद करने के लिए स्टीयर में काफी चौकोर कोनों के साथ डिजाइन किया गया था। उन्होंने बताया कि तीखे मोड़ कार्बन के लिए बहुत तनावपूर्ण हैं, और यह बाद में विफलता का एक बिंदु हो सकता है। मुझे याद है (लिंक को खोजने में सक्षम नहीं) एक यूट्यूब वीडियो के लिए जहां उन्होंने आंतरिक केबल रूटिंग (इलेक्ट्रॉनिक ड्राइवट्रिंस के लिए) के साथ छेद के साथ हैंडलबार्स पर चर्चा की, और उन्होंने कहा कि अगर कार्बन ने भी लोड लिया तो वे छेद विफलता का एक बिंदु हो सकते हैं। मूल रूप से, प्रति विनिर्माण दोष कभी नहीं लगता है, कुछ डिज़ाइन विकल्प विफलता के बिंदु बना सकते हैं जो बाइक कंपनी के इंजीनियरों को कार्बन फाइबर में उम्मीद नहीं थी।
क्षति
वापस ज़ीन मार्ग के हवाले से, डेंट स्टील या टाइटेनियम फ्रेम में अपनी सामग्री विशेषताओं के बावजूद एक प्रारंभिक विफलता बिंदु हो सकता है। जाहिर है, वे एल्यूमीनियम फ्रेम पर एक ही प्रभाव होगा। हम में से कई लोगों का मानना है कि कार्बन फाइबर नाजुक होता है, और यह संभवतः इसके नुकसान को रोकने के प्रतिरोध की ज्ञात कमी से उपजा है। तो, आप अपेक्षाकृत छोटे प्रभावों से भी अपने फ्रेम को नुकसान पहुंचा सकते हैं। यह एक तत्काल विफलता का कारण नहीं हो सकता है, लेकिन यह अंततः फ्रेम को विफल करने का कारण हो सकता है। साथ ही स्टील जंग खा सकता है। हालांकि, मेरा मानना है कि कार्बन फ्रेम नमक से भी गल सकता है। अलक्षित एल्यूमीनियम भी हो सकता है।
उपभोक्ताओं के लिए TL; DR
विनिर्माण प्रक्रिया दोष और क्षति संभवतः आपके फ्रेम के जीवन के लिए सबसे बड़ा खतरा हैं। मैं कहूंगा कि सभी फ्रेम संभवतः इन मुद्दों से खतरे में हैं।
किसी भी कार्बन फ्रेम और बहुत हल्के टयूबिंग से बने किसी भी फ्रेम को संभालने में विशेष रूप से सावधान रहें। इंटरनेट फ़ोरम के बीच पारंपरिक ज्ञान इस कारण से किसी भी इस्तेमाल किए गए कार्बन पर संदेह करना है। उपभोक्ता फ़्रेमों के बारे में संदेह करना चाहते हैं जो कि शामिल सामग्री की प्रदर्शन सीमाओं को बढ़ा रहे हैं, जैसे कि अल्ट्रालाइट ट्यूबिंग के साथ फ्रेम। उपभोक्ताओं को जीवन भर वारंटी के साथ निर्माताओं के प्रति उनके चयन को पूर्वाग्रह करना पड़ सकता है, हालांकि यह आपके जीवनकाल को जीवित करने वाले निर्माता पर निर्भर करता है, और आप पर पर्याप्त रिकॉर्ड बनाए रखते हैं।
सिद्धांत रूप में, उपभोक्ता फ्रेम दोषों के लिए प्रतिष्ठा वाले निर्माताओं से बचने में सक्षम हो सकते हैं। समस्या यह है, मुझे यकीन नहीं है कि आप इस तरह से एक किस्सा इकट्ठा करने से व्यावहारिक रूप से इसका आकलन कैसे करेंगे।