Comment empêcher les vélos à un tube de s’effondrer?

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De temps en temps, je rencontre des vélos avec une géométrie particulière (ou plutôt un manque de). La plupart d'entre eux n'ont pas de siège et un seul tube qui relie simplement les roues et a le boîtier de pédalier (si cela a toujours du sens) au milieu.

Ce dont je parle, ce sont des vélos comme ceux-ci:

Le cadre ne devrait-il pas être divisé en deux par la force exercée sur le "pédalier" lors du pédalage? Le «boitier de pédalier» est-il renforcé de quelque manière que ce soit? Le manque de tube de selle implique-t-il une charge moindre sur le cadre? J'ai supposé que la forme "en losange" d'une bicyclette compensait les forces de flexion et de compression qui agissaient sur une structure de poutre.

— gw0
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Il ne s'effondre pas car il a été conçu pour ne pas s'effondrer. Juste comme n'importe quel faisceau. Je ne comprends pas ce que vous demandez.

— Wasabi

@ Wasabi Ouais, c'était essentiellement ce que je me demandais: comment une telle structure est conçue. Je suis assez nouveau dans l'ingénierie, alors pardonnez mon ignorance :)

— gw0

@dotbitcode "comment une telle structure est conçue." - de la même manière que toutes les autres structures. Déterminez d’abord les charges, puis choisissez les matériaux et les dimensions nécessaires pour les transporter. Notez que vous ne pouvez pas concevoir de structures tant que vous n’avez pas appris à les analyser . La plupart des livres et des cours d’introduction traitent presque entièrement de l’analyse, et non de la conception!

— alephzero

@alephzero Je pense que vous me parlez comme si j'étais un ingénieur ou quelque chose du genre, mais je suis juste venu ici par curiosité. Ce n'est pas comme si je connaissais la conception de toutes les autres structures . Je n'ai aucune formation ou diplôme dans les matières dont nous parlons. Bien que je sois attristé par le cercle entourant, je tiens quand même à vous remercier d’avoir amélioré mes connaissances, car votre commentaire et les 2 autres réponses ont été un très bon point de départ pour que je puisse continuer à faire mes propres recherches. Sinon, j'aurais été perdu. À votre santé! ;)

— gw0

Réponses:

Même si un tube comme celui-ci n’est pas aussi efficace structurellement qu’un cadre triangulé, il n’ya aucune raison pour qu’il ne puisse pas supporter les charges requises tant qu’il est suffisamment trapu. Notez que, surtout dans l’image du haut, le faisceau est nettement plus substantiel en section que les tubes dans des cycles plus standards. De même, vous ne pouvez pas voir l'épaisseur des parois du tube.

Il y a donc des chances pour que le gain de poids lié au moins de tubes soit compensé par le fait que ceux que vous avez doivent être plus substantiels, mais je suppose que l'objectif principal est de rendre le tout aussi compact que possible.

De plus, dans la plupart des cas, le facteur limitant dans la conception du cadre de vélo est la rigidité plutôt que la résistance pure et simple, et la plupart des défaillances sont dues à des dégâts d’impact, des défauts de fabrication ou une fatigue à long terme.

Par expérience, quelque chose comme un tube rectangulaire en acier doux de 25x50x2mm supportera le poids du corps d'un adulte sur ce type de longueur sans aucun problème.

— Chris Johns
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La poutre est simplement conçue pour être suffisamment solide pour supporter la charge vive d’un homme ayant atteint l’âge de la pédale. Les matériaux modernes peuvent être renforcés par rapport à la conception initiale du cadre en diamant.

L'empattement semble plus court que sur un vélo de route standard (grâce aux roues plus petites), ce qui réduit les efforts de flexion.

Sur la première image, le faisceau est assez large verticalement et l’axe des pédales est placé au centre. Cela aide à résister à la charge de flexion.

Le second vélo ne dispose pas de renforts anti-freinage au niveau des pédales, sauf les soudures qui fixent le moyeu. mais je m'attends à ce qu'un ingénieur connaisse les chiffres et soit à l'aise avec les résultats.

— monstre à cliquet
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