自転車の鉄フレームで、ラグと溶接どちらが高強度？

質問

鉄のカテゴリがどこかわからないのですがとりあえずここで質問します。
Wikipediaの自転車フレーム素材の項目によると自転車用鉄フレームの接合方法にはラグとラグレスと溶接の３種類あります。このうちママチャリでラグレスはほとんど見ないので除外するとして、ラグと溶接は一般的にどちらがより高強度と言えるのでしょうか？
素人目にはラグのようなパイプに差し込む形式のほうが頑丈そうに「見える」のですが、鉄の専門家の方からはどう見えてるんでしょうか？
比較的高級なママチャリはラグを使用した鉄フレームが多く安価なものは溶接が多いのですが、これは高強度や耐久性を要求される高級ママチャリだからラグを採用してるのか、それとも見栄えでラグを使ってるのか知りたいのです。
よろしくお願いします。

回答No.1

中京区 桑原町（@l4330） · ベストアンサー

ラグはデザイン重視です、強度は切り欠き効果が出るのでラグレスより曲げに弱くなります。
ただ、溶接は良い工程・設備で行わないと劣悪な品質の物ができるので工程（作業）の管理は難しいです

お礼

ありがとうございました

回答No.3

tetsumyi

機械設計の基礎から見ると、最も多くのストレスが掛かるのはフレームの接続部分に集中します。
ですから溶断面の狭い面積より、ラグの広い面積で支えた方が有利になるのは当然です。

また、肉薄パイプの溶接は金属が非常な高温と急激な温度低下が起きますから内部に大きい歪が残ります。
それに対し、ラグでは低い温度で接続しますから歪は多くなりませんし、高い寸法精度で製造することができます。
大戦中に軍用部品の多くが、製造コストが掛かっても銀ロー付けで製造されたのはこのような理由があります。

お礼

ありがとうございました

回答No.2

oo14

応力集中とか、溶接とロー付けの違いを考えてみれば？
補強もせず溶接だけならそれだけの強度を保証しようとすると
自ずから結論が出ます。パイプは肉厚にならざるを得ません。
トラスとラーメンで設計してみてください。
安全率を最低１０倍をとるならラーメンもありでしょうが、
自転車では重すぎます。自転車は経験則で限界に挑戦しています。
バイクも同じような設計をしてもらいたいけど、難しいようです。
人間の貧乏ゆすりは知れているけど、内燃機関による共振を考えると
怖くて妥協はできないのでしょう。
１万円の自転車と１０万円の自転車は経験が違うでしょうね。
材料力学ってのを齧ると、すこしはわかると思います。
普通高校の物理ではなぜか教えてくれません。
これこそ普段で使える物理と思うんですがね。

お礼

ありがとうございました