Dimensiona​mento dei tubolari per la costruzion​e del telaio di un chopper

Nei due post sulla scelta dei materiali per la costruzione del telaio di un chopper abbiamo concluso che per costruire un telaio di un chopper che sia allo stesso tempo affidabile ed economico, una delle opzioni migliori da utilizzare siano dei tubi di acciaio trafilati a freddo senza saldatura normalizzati.

Resta però da stabilire che diametri e che spessori di parete utilizzare per essere sicuri che il telaio sia sufficientemente robusto da resistere alle sollecitazioni che gli verranno tramesse da tutte le asperità del terreno, a maggior ragione se state progettando di costruirvi un chopper/bobber col telaio rigido (non è tanto il peso del motore e del conducente a impensierire il telaio, ma piuttosto sono gli impatti che possono ingenerare fenomeni di rottura).

 

La scelta del diametro dei tubolari per la costruzione del telaio di un chopper ha molto a che vedere con il proprio gusto estetico personale e con la linea che si vuole conferire alla propria motocicletta, per cui si spazia tranquillamente da esili tubolari da 25mm per slanciati chopper "Old School" dalle linee classiche (l'intramontabile tubolare da 1 pollice), fino a tubi da 35 e anche 40mm per bobber dalle linee più "ignoranti", con reminescenze di streetfighters.

 

La cosa principale da tenere a mente nel dimensionamento dei tubolari è che, in estrema sintesi, il diametro nominale esterno del tubo ed il suo spessore di parete sono inversamente proporzionali, vale a dire che se avete intenzione di usare tubi piccoli, dovrete orientarvi su spessori maggiori di quelli che potete concedervi utilizzando tubi di diametro più grande. Questo deriva da una cosa che si chiama momento di inerzia di superficie, che viene usato nella scienza delle costruzioni per risolvere problemi di resistenza meccanica (da non confondere col momento di inerzia di massa, che si usa per risolvere problemi inerziali dinamici). Nel caso di un tubo la formuletta che ci permette di calcolare il suo momento di inerzia è la seguente:

 

 

dove "D" è il diametro esterno del tubo, e "d" quello interno.

 

Prendiamo un prontuario di pesi e misure, proviamo a mettere qualche numerello dentro la formula, e vediamo cosa salta fuori...

 

Consideriamo un tubolare da 26x3mm e uno da 32x2mm, del peso rispettivamente di 1.70Kg/ml e 1.48 Kg/ml (chilogrammi per metro lineare). Trasformando le misure in metri (giusto per essere coerenti col sistema di misura internazionale, la cui unità di misura di riferimento del momento di inerzia di superficie è il m^4) risulta, per il primo tubo:

 

D= 0.026m

d= 0.02m

J= 1.46 * 10^-8

 

mentre per il secondo tubo:

 

D= 0.032m

d= 0.028m

J= 2.13 * 10^-8

 

Questo in soldoni significa che il secondo tubo, pur essendo meno spesso e meno pesante del primo... è più robusto! 

 

Ora tutta questa matematica però non deve farci perdere il senso pratico delle cose: anche se i telai delle moto da corsa sono fatti con tubolari molto sottili (e anche il telaio della vostra moto industriale molto probabilmente è stato fatto con tubolari relativamente sottili), per una moto artigianale costruita in garage personalmente mi sentirei di sconsigliare di scendere al di sotto dei 2mm di spessore per la gran parte del telaio, e magari concedersi anche qualcosina in più in alcune delle aree più critiche.

Questo anche nell'ottica di riuscire a piegare i tubi con successo senza deformarli (ne parleremo..) e di renderci la vita un po' più semplice in fase di saldatura dei pezzi e preparazione dei cianfrini.

 

Giusto per dare un senso più pratico a questa noiosa trattazione matematica e rendere un po' meno asettici e più parlanti quei numerelli, a titolo di esempio, per la costruzione del mio chopper avrei voluto usare tubolari da 30x3mm per il telaio e da 25x5mm per la forcella girder; ovviamente poi non sono riuscito a reperire queste misure di tubolari e la cosa più simile che ho trovato sono stati tubi da 30x4mm e da 25x6mm, oltretutto non normalizzati ma crudi (che per giunta avrebbero dovuto essere disponibili in pronta consegna e invece ho dovuto aspettare più di un mese per averli... se dovevate ordinarli allora tanto valeva ordinare le misure che vi avevo chiesto! ma vabbè, lasciamo stare...)

 

Un'ultima cosa da tenere in considerazione nella scelta delle dimensioni dei tubolari per la costruzione del telaio di un chopper, ha a che vedere col serbatoio che contate di montarci su: se non pensate di fabbricarvelo da soli, dovrete scegliere una dimensione di tubolare compatibile con le dimensioni dell'apposito alloggiamento situato nella parte inferiore del serbatoio, quindi in questo caso il consiglio è di comprare prima il serbatoio, onde evitare di ritrovarsi con svariate verghe di ferro inutilizzabili in garage... (o con un serbatoio da rivendere su eBay...)