Mon premier... en gestation
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Vient le moment ou il va falloir commander les tubes !
J’ouvre donc le post pour présenter le projet et partagé mes questions de conception.
Ce vélo sera un gravel / CX. En gros je me cale sur la géométrie de mon BMC SLR03 pour le reach et le stack. J’adapte un peu l’angle de selle car je suis toujours en butée de réglage sur mes vélos et je modifie le reste pour monter de quoi passer des pneus de 40 et un double plateau en 50 / 34.
Rien de révolutionnaire :
En gros l’idée serait un tube diagonal et des bases “maousse” et une partie haute du cadre “flexible” (haubans / tube sup). Je pars sur du ZONA sauf pour les bases et le HT :
- direction : tube de 44 pour monter des roulements externes et pouvoir monter différents types de fourche.
- tube sup : 28.6
- tube diagonal : 38 sur le dessin, j’hésite avec 35. Je veux un truc rigide mais pas un bout de bois non plus… en même temps les pneus emmèneront le confort.
- tube de selle : 28.6
- Bases : Life spécial frein a disque. Grosse interrogation sur le bend à prendre
- Haubans : les plus petits car les bases font 0.9 d’épaisseurs. Je ne suis pas satisfait du bend pour le passage du disque.
- malgré la figure je reste sur du 10mm en QR pour cette première. J’ai un peu peur de me louper à la soudure et que ce soit complément irrattrapable avec des axes traversants.
Parmis les doutes :
- choix du DT
- choix du bend des bases
La logique voudrait que je parte sur le modèle “route” en S avec un entraxe de 425 mais coté pneu le 40 ne sera pas possible (il n’y a que 2 mm d’acart avec les bases tel que sur la figure)
J’ai tenté avec la forme dédié gravel… Même en serrant au max les bases au niveau du boitier il faudrait partir sur un boitier type VTT et un monoplateau a priori pour que la transmission passe (ce que je ne souhaite pas).
Comme toujours je suis ouvert à vos avis / remarques / commentaires sinon je ne posterai pas.
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Direction 44 mm, 38 mm pour le DT et au moins 31,8mm voir 35mm pour le top tube.
D’une part pour le point de vue esthétique, une direction de ce diamètre avec des tubes plus petit ça décuple l’effet boîte de conserve de la direction. J’ai vu ça dernièrement et je n’aime vraiment pas, donc ce n’est qu’un avis personnel.De plus surface de jonction entre les tubes moins importantes et tendance à vouloir " perforer "la douille…? A prouver mais ça a déjà été évoqué…
Quelle va être l’utilisation du vélo ? Gravel chemin gentil ou single de Forêt énervée? Car on en revient toujours au même ,les composants évoluent vers de plus de plus gros diamètre pour plus de rigidité et de résistance, mais pour des conditions d’utilisations extrêmes. Donc mon interrogation de pourquoi utilisé une douille de 44mm sur un vélo qui ne sera pas mis sous contrainte extrême alors que une douille de 36 mm et des tubes de plus petit diamètres apporteront un confort non négligeable selon l’épaisseur sélectionnée.
Encore une fois c’est mon avis du moment,je comprend aussi l’évolution incessante des standards de l’industrie du cycle, l’envie d’utiliser ce qui se fait de mieux…pendant ce temps là je construit simplement des cadres de bmx.
Pour les bases il faut fignoler mais ça doit passer, peu être un dimple pour dégager un peu de place pour le petit plateau ? Bonne recherche
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Bonjour Alex
Pour ton problème de plateaux, le Shimano GRX a les plateaux décalés vers l’extérieur (2.5mm ?) ça pourrait suffire à avoir quelque chose qui fonctionne.
Bon courage
Boris
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Merci pour tes commentaires. Pour la douille de 44 c’est un peu un choix par défaut mais il est possible que je me soit planté (noyé) dans les standards du jeu de direction.
La majorité des fourches carbones gravel sont en 1/8 1/2 et il me semblait qu’il fallait du coup du 44 intérieur pour que ça passe. Si maintenant il existe des roulements externes pour lesquels ca passerait (en restant sur des prix grand public bien sur) je suis partant.
Visuellement je suis d’accord c’est pas top mais une petite douille sur un grosse fourche c’est pas terrible non plus de mon point de vue (cf. ritchey).
Pour le choix des sections… pas simple. J’avais envie d’un vélo de route qui puisse à l’occasion s’aventurer sur chemin plutôt que l’inverse d’ou une géométrie caler sur un vélo de route. Maintenant je me connais (10 ans de motocross !), quand je passe sur un chemin : pierres ou racines je tire tout droit ! Mais à choisir je préfère garder le coté bon vélo de route, rigide juste ce qu’il faut je ne veux pas d’un truc taillé hyper costaud et qui sera désagréable à rouler avec des roues équipées de pneus routes (probablement 80% de l’utilisation). Je crois que plus qu’un gravel c’est un vélo de CX avec un passage de pneu permettant de monter du 40 qui correspondrait le plus à ce que je cherche.
Du coup 31.8 sur le tube sup pourquoi pas mais des calculs que j’ai pu faire ça va commencer à être une planche à pain. Il y aurait la solution de prendre du spirit de forme ovale.
Pour continuer sur le choix des tubes, c’est pas trop les standards esthétiques du moment qui drive mes choix mais la crainte de retomber sur le seul vélo acier sur lequel j’ai roulé : un peugeot de 1985 dont je garde un souvenir plus que mitigé (en gros si c’est ça un acier je revends tous le matos après mon premier cadre). N’ayant pas d’expérience, “connement” je regarde ce qui se fait en acier en 2020 est j’essaie de reproduire (Némo Tig disque pour ne pas le nommer).
Est ce que vous auriez des idées pour les bases ?
- autre tubes (exemple peut on monter des disque sur du tubing ZONA pour VTT ?)
- est-il facile de les “écraser” localement pour créer un peu de passage (pneu ou plateau)
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Je vais dire simplement que le Peugeot de 1985 était surement en tube de chauffage de 1,5mm
si tes calculs te conviennent et que tu penses trouver le bon compromis n’hésites pas trop.Pour les bases, facile de les écraser, déformer, aplatir …voir même trop facile, je me retrouve souvent avec plus de place que nécessaires.
Pour le choix en lui même, tant que l’épaisseur est conséquente , env 0.9mm et que le support de disque est placé au bon endroit pas de soucis particulier. -
Salut !
À propos des bases, tu peux les cintrer toi-même là où tu en as besoin soit en fabriquant une cintreuse, (d’autres photos là, mais attention, ne copiez pas toutes mes combines, y’en a plein qui ne marchent pas
), mais bon, c’est un peu long.Soit avec du polybend, selon la méthode simple et sans complexe décrite par Yann : http://salamandrecycles.canalblog.com/archives/2020/09/04/38515818.html
Plus facile à trouver que le polybend, et à faire fondre ensuite, la glace. (vu chez pithy bikes). Tu remplis ta base d’eau, tu bouches, tu congèles, et tu déformes. Pour un tube assez court pour rentrer dans un congélo, ça s’envisage.
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@Tifen merci. La tout de suite je ne me sens pas… il va falloir que je pratique un peu avant de m’aventurer sur le cintrage des tubes. Par contre je garde l’idée de la glace dans un coin de la tete.
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A mon avis, pour les bases, le modèle en S route sur lesquelles tu fais un pincement interne sera parfait (des générations de vélos sont passés par là…). Le truc c’est de bien repérer la position puis de pincer à l’étau tout doucement, en soutenant la face externe dans un bloc de bon diamètre, et de mettre coté interne une pièce dont les bords ne sont pas agressifs mais bien doux. Attention à la symétrie (c’est pas simple de reproduire le même écrasement sur chaque base) et à l’orientation (écrasement bien perpendiculaire à la roue)
Pour ton DT, tu pèses combien ? Pour info mes gravels et randonneuse sont en 35 de DT pour un poids de 77kg tout nu. Ca ne bouge pas. A ce niveau je pense souvent que c’est plus la longueur des bases et éventuellement le choix des dropouts qui fait la rigidité ressentie.
Au plaisir de voir la suite
Christo
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@christo Merci.
Pour les tubes, t’as sans doute raison. J’y pense de plus en plus il faut juste que je trouve ce qui est le plus adapté comme pincement, je ne me suis pas vraiment penché sur la question.
Je fait 72 kg donc pas très loin. Je vais refaire une passe sur mes choix (DT, etc…) pour mettre au propre et finaliser. Je partagerai mes “conclusions”.
Quand tu parles des dropouts, qu’est ce qui d’après toi permet d’avoir une bonne rigidité. Je suis partir sur un config ou la pièce est la plus petite possible et ou je garde le tube sur toute la longueur. Les platines hyper grandes je trouve ca pas toujours esthétique et j’ai peur que la rigidité latérale s’écroule à cause d’elles.
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@Tifen ça me fait penser que j’ai un tube dans le congélo pour faire un guidon depuis 1 an
super ta cintreuse,j’ai pas encore parcouru le reste de tes photos mais on dirait qu’il y’a de la réflexion derrière tout ça. Fin de piratage de sujet. -
@flav-ccw La glace devrait avoir pris
Pour la cintreuse, j’ai cogité, oui, mais j’ai surtout pompé ce qui existait (anvil). -
@alexP33 a dit dans Mon premier... en gestation :
Quand tu parles des dropouts, qu’est ce qui d’après toi permet d’avoir une bonne rigidité.
Avec des dropouts classiques, j’ai remarqué une vrai différence entre des DO en inox (bien rigides) et des DO en acier. J’ai essayé avec une même géométrie de cadre, les mêmes roues, et les 2 configurations de DO et latéralement le cadre en DO inox semble bien plus rigide. C’est intuitivement assez logique, peut etre que la simulation numérique peut confirmer
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Je ne m’attendais pas à ça comme réponse !
Hors considération de géométrie des DO, je relie la rigidité au module d’Young et que ce soit acier ou inox c’est kif kif (200 Gpa). Certes les limites de plasticité / rupture sont très différentes mais dans la zone élastique je ne voies pas ce qui pourrait changer.
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En ce moment je suis un peu dans le dur car il y a un truc que je ne comprends pas. Je vais corriger une erreur à savoir commencer par le début : la conception et l’approche que j’ai mise en place.
Ca risque d’être indigeste parce qu’il va y avoir plusieurs questions dans le même post ! (la clarté n’est pas nécessairement une qualité chez moi). Soyez fort, accrochez vous !
La méthodo :
Quand je pars de « 0 » j’aime bien essayer d’avoir quelques points d’appuis. Pour les cadres j’ai fait comme pour le roues, j’ai recours à un logiciel de calcul de poutres et je « modélise » des configurations « connues ». Pour les cadres pas de rebouclage comme j’avais pu le faire avec les roues grâce à un article glané sur le net.Je ne voies pas les chiffres comme une valeur absolue mais comme un moyen de faire du relatif et je ne regarde que la partie rigidité, pas le dimensionnement. Les 2 DOs arrières sont bloqués en déplacement mais pas en rotation. A l’avant il y a une fausse fourche infiniment rigide dont l’axe est simplement bloqué en en déplacement vertical. Je calcule plusieurs sollicitations :
- 100 N en frontal et latéral au niveau de l’axe avant
- 100 N suivant les 3 axes au niveau de la partie supérieure du tube de direction
- 100 N suivant les 3 axes au niveau du boitier de pédalier (extrémité droite du boitier)
- 100 N en vertical au niveau de la tige de selle.
Tout ça c’est bien beau mais ça ne relie pas à la réalité aux grandeurs critiques. Et là j’ai des idées mais aucunes certitudes :
- Confort = « rigidité verticale » ? On peut la voir au niveau de la selle, du boitier de pédalier ou de la douille de direction.
- « Rigidité » : j’ai l’impression qu’on utilise ce terme surtout pour parler de la rigidité latérale. J’aurai tendance à regarder deux valeurs : celle au boitier de pédalier pour la transmission de la puissance au train (quand on ne tire pas sur le cintre), et celle à la douille de direction quand on mobilise aussi le haut du corps (danseuse, relance). Que faut-il regarder / privilégier selon vous ? Il y a beaucoup de battage médiatique autour de la rigidité des boitiers de pédalier. Je suis tombé sur une vidéo de la bikeacademy qui permet quand même de relativiser.
Visuellement voici ce que donne une sollicitation :
- un chargement latréal au niveau de l’axe de fourche :
- un chargement latéral au pédalier
Les refs :
Sur la base de ces quelques indicateurs j’ai cherché à positionner mon projet par rapport à plusieurs références :- le CINELLI NEMO TIG dont j’ai essayé d’identifier le choix de tubing. Avis recueilli ici même : c’est raide !
- La même géométrie avec les kits de bases proposés par Ciclicorsa (« normal », oversize » et XCR mais aussi ce que cela pourrait donner avec un tubing alu du catalogue columbus) : Avis perso : la version de base ne doit pas être taillée pour la course donc un peu loin de ce que je cherche.
J’ai fait quelques variations pour mieux comprendre et appréhender la contribution de chaque tube aux paramètres que j’ai regardés. En gros je cible une « rigidité » comme le Nemo, au moins au niveau du boitier de pédalier et un confort « moyen » donc pas une planche comme le TIG mais pas un truc tout mou comme ce que j’estime être le kit de base.
Visuellement je sors des truc qui ressemblent à ca : (noir ref, gris différentes variantes du projet en cours) :
Le hic :
Mais voilà, la « mauvaise » surprise est que j’ai du mal à garder une rigidité satisfaisante au boitier de pédalier dès lors que je mets des bases en « S ». Elle s’écroule assez vite. Je me fais peut-être peur pour rien.- Premier point qu’est qui peut expliquer ce pb avec les bases en S ? Le problème ne vient pas de la forme mais du fait que je sois obligé d’écarter la fixation sur le boitier et que ça donne plus de flexibilité quand je pousse le boitier en latéral. Le seul truc qui me vient à l’esprit c’est que plus les bases sont écartées plus ça ressemble à un parallélogramme plutôt qu’un triangle. Est-ce que je me plante ? Y-a-t-il une explication plus cohérente ?
- Deuxième point, est-ce que selon vous les grandeurs que je regarde sont pertinentes ? (Certains doivent se dire que je fais mal aux mouche pour un premier cadre mais comme je l’ai dit j’ai trop peur de la déception).
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Salut, je suis également un peu “étonné” par la comparaison inox acier de Christo (j’ai pas trouvé mieux que “étonné” comme mot, mais ça remet en cause certaines de mes années d’études et ce que des “anciens” m’ont dit, si la réalité le fait ressentir je pense qu’il faut creuser l’idée
). Peut être que cela vient de l’accroche différente du métal d’apport entre les deux matériaux, les propriétés mécanique après chauffe et cie.Concernant tes simulations, je pense que malgré la fourche indéfiniment rigide la douille de direction admet une rotation (l’angle de chasse peut s’ouvrir et se fermer)
Comment pends tu en compte les différences d’épaisseurs de butted par tube ?
Tes 4 cas de charges de 100N sont-ils appliqués en même temps ? Si oui, même si c’est du comparatif la pondération entre chaque charge à 1 peut corrompre le résultat.
Peux tu détailler tes axes de graphiques et les unités associé (j’aurais dit BB en abscisses et HT en ordonnées vu l’ordre de grandeur) -
Concernant tes simulations, je pense que malgré la fourche indéfiniment rigide la douille de direction admet une rotation (l’angle de chasse peut s’ouvrir et se fermer)
Oui c’est le cas car je laisse volontairement le point au niveau de l’axe de roue se déplacer suivant les deux directions horizontales.
Comment pends tu en compte les différences d’épaisseurs de butted par tube ?
Les points sont reliés par des “poutres”, chacune a les propriétés qui vont bien (section, moment) et qui tiennent compte du tube choisi (diamètre et épaisseur moyenne sur le segment représenté). Je suis bien conscient des limites du truc spécialement au niveau des jonctions entre tube et de la zone du BB.
Tes 4 cas de charges de 100N sont-ils appliqués en même temps ? Si oui, même si c’est du comparatif la pondération entre chaque charge à 1 peut corrompre le résultat.
Non il y a au total 9 chargements calculés pour découpler les effets. Idéalement j’aurai voulu remonter jusqu’aux efforts sur un cycle de pédalage mais il faudrait que je trouve un logiciel de cinématique 3D gratuit (et simple) et j’ai pas (encore) trouvé.
Peux tu détailler tes axes de graphiques et les unités associé (j’aurais dit BB en abscisses et HT en ordonnées vu l’ordre de grandeur)
Pour le repère du cadre :
- X : horizontal dans l’axe du vélo
- Y : horizontale, latéral au vélo
- Z : vertical
Pour les graphiques :
- en 1 ce qui est en ordonnée
- en 2 (vs = versus), l’abscisse.
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Bon, mes études, c’était il y a vraiment (très) longtemps…
La meilleure illustration que je puisse vous donner : vous mettez le coté base d’un DO en acier dans un étau et vous pliez le coté hauban pour le mettre dans l’axe du hauban (la manip classique de mise en forme des DO).
Et ensuite vous faites la même chose avec un DO en inox.Et là, la différence, on la sent réellement, car l’effort à appliquer pour mettre l’inox en forme est très supérieur…
Je pense que l’axe d’une roue prise entre des DO “moux et pas raides” va beaucoup plus bouger que le même axe serré entre des DO inox bien plus raides
Je vous accorde que c’est assez empirique, mais c’est testé…
Le module d’Young, c’est juste la pente initiale de la courbe de déformation, ca ne doit pas tout dire sur le comportement du matériau
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@christo pareil mes études sont loin et la méca aussi mais j’aimais ça donc j’ai plus de restes qu’en philo.
Si j’ai bien compris ce que tu dis décris, l’effort dont tu parles est celui nécessaire pour arriver à la limite plastique pour que le matériaux garde une forme voulue. De ce point de vue oui il n’y a pas photo la limite est bien plus haute pour l’inox.
Par contre une fois mis en forme la pente redevient la module d’Young. Arriver à la limite que tu décris c’est tordre ton cadre. Ce que j’entends par rigidité c’est la déformation élastique (sous entendu réversible sans ton intervention) pour un effort donné.
J’ai pas encore soudé mais ma compréhension est la suivante :
- la qualité de l’acier joue sur l’épaisseur nécessaire pour supporter un effort max avant d’atteindre le domaine plastique (je ne parle même pas de la rupture). Plus la limite plastique est basse plus il faut de métal.
- la contrepartie est que tu impactes la rigidité (plus de métal = plus de rigidité à même diamètre de tube),
- conséquence il fau(drai)t adapter les diamètre des tubes.
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Salut Alex
en fait en y pensant c’est peut être juste la transmission des vibrations que je ressens différente entre inox et acier… La prochaine fois je vais essayer de comparer la déformation des 2 cadres (avec la meme roue) quand j’appuis sur la manivelle
et j’vous dis… -
Salut @christo
Si ça tu es prêt a partager et intéressé je serai curieux de passer tes cadres à ma moulinette. Je sais bien qu’un velo ne se résume pas à un cadre et encore moins le saucissonnage en poutre qui me sert à le représenter mais ca alimenterait mon besoin d’objectivition.
Si d’autres veulent faire du rétro engineering sur des géométries basiques je suis tout autant disposer à le faire. Pour le moment c’est un peu tout ce que je peux apporter à la communauté.
