自行车车架分析报告
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自行车车架分析报告9页一、自行车简介自行车是人类发明的最成功的一种人力机械,是由许多简单机械组成的复杂机械。
自行车,又称脚踏车或单车,通常是二轮的小型陆上车辆。
人骑上车后,以脚踩踏板为动力,是绿色环保的交通工具。
英文bicycle 或bike的bi意指二,而cycle意指轮。
在日本称为“自耘车”;在中国大陆、台湾、新加坡,通常称其为“自行车”或“脚踏车”;在港澳则通常称其为“单车”。
二、自行车原理自行车的踏脚用到了杠杆原理。
以飞轮的轮轴为支点,用较长的铁杆来转动链条上的飞轮,可以省力。
踏脚飞轮上用到了齿轮,以防止链条打滑。
自行车上的链条与车子的后轮之间也采用了齿轮传动。
并且应用了比踏脚飞轮更小的齿轮,可以节省踏脚所用的力,同时,还提高了自行车后车轮运转时的速度。
自行车的刹车系统也用到了杠杆原理。
以车把上的刹车柄的转折关节为支点,起到了省力的作用。
想停住自行车,一个人拉都有点困难,但这么一捏,马上能停住。
自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中,其基本部件缺一不可。
其中,车架是自行车的骨架,它所承受的人和货物的重量最大。
按照各部件的工作特点,大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统:1、导向系统:由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。
乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
2、驱动(传动或行走)系统:由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。
人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄,链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的,从而使自行车不断前进。
3、制动系统:它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸,使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。
此外,为了安全和美观,以及从实用出发,还装配了车灯,支架等部件。
(1)车架车架整车的灵魂,什么影响车子的操纵性,又是什么决定车子的耐用性,又是决定车子的骑乘舒适感?现在自行车的零配件生产技术提高,但是要使这些零件发挥它们强大的战斗力,就必须奠定一个良好的基础——车架。
作为一名参与自行车运动的普通“玩家”,自行车零件的选择刨除价格因素外,一般遵循在拥有优异的操控性、足够强度、良好的舒适性、高硬度的前提下尽可能的使用质量较轻的零部件,从而实现整车的轻量化和综合性能的最优化原则。
这是目前自行车的发展趋势,也是很多自行车零部件厂商运动型产品的研究方向。
这个趋势就是更安全、更结实、更舒适、更高效、更轻量。
基于这一点,下面的文章中我不再详细的说明自行车零部件以上几种特性对整车综合性能影响的意义。
由于专业的区别,我对自行车也只是出于一种爱好,不可能有更多的时间和精力去研究去实验。
因此本篇文章的内容多是以我自己看到、听到、体验到的再加之自己的理解、经验为主。
这很有可能导致部分内容与实际情况或多或少存在差异。
希望朋友们能够理解和及时给予纠正。
车架车架是自行车连接其他所有零部件的基础平台,所有零部件都直接或间接通过车架组合在一起共同协作发挥作用。
车架的性能往往直接影响自行车整体综合性能的优劣。
车架选择的参考项目一、材质目前自行车车架材质主要有碳纤维、钛合金、钪<kàng>合金(铝钪合金)、铝合金、铬<gè>钼<mù>合金钢、混合材质车架等。
1.碳纤维:昂贵的碳纤维车架一般作为专业比赛车辆使用。
特点:价格很高、硬度很高、质量小(轻)、虑震性高、损伤不可修复缺点:质脆、寿命很短(一般厂家质保时间为2-3年)、单点大压强撞击对车架整体结构强度影响大、断裂无先兆2.钛合金:钛合金的具有极高的强度,耐氧化性也非常高,其单位体积的质量几乎是铝合金的两倍,但其因较高的金属强度,可以将车架管材做得更薄、用量更少,所以整体车架质量有着很大的优势。
特点:价格高、硬度很高、成品质量相对小、虑震性高、不易损伤、使用寿命极长缺点:不易被加工3.钪合金:钪是一种稀土元素,地球上的每吨地壳物质中,钪的含量仅有5克(大白兔奶糖的质量),切每年全球钪的产量也非常的低。
自行车车架设计原理自行车车架是支撑整车结构和连接各个部件的重要组成部分。
它承受着骑行者的体重和各种道路条件下的冲击力,因此车架的设计原理至关重要。
在这篇文章中,我将详细介绍自行车车架设计的原理,以及不同类型车架的特点和应用。
首先,自行车车架的设计要考虑到强度和刚度。
车架需要能够承受来自地面的冲击力和骑行者的体重,因此需要具备足够的强度来确保安全。
此外,车架的刚度也很重要,它决定了车架的稳定性和操控性。
一般来说,车架的刚度越高,车辆的操控性越好,但对骑行的舒适性也会有所牺牲。
其次,车架的材料选择也是关键。
常见的车架材料包括钢、铝合金、碳纤维和钛合金。
钢车架是最古老的车架材料,具有出色的强度和耐久性,但相对较重。
铝合金车架具有较轻的重量和较高的刚度,适合于公路自行车和山地自行车。
碳纤维车架是最轻的选择,具有出色的刚度和吸震性能,适合竞技性骑行。
钛合金车架结合了强度、轻量化和耐腐蚀性能,适合长途旅行自行车和高端山地自行车。
另外,车架的几何设计也会影响到骑行的稳定性和舒适性。
车架的几何形状包括上管、下管、座管和前叉的角度和长度等。
较陡的角度和较短的上管和座管会使车辆更加敏捷,适合于竞速和激烈的骑行。
而较平缓的角度和较长的上管和座管会提供更舒适的骑行姿势,适合长途旅行和休闲骑行。
此外,车架的连接方式也值得关注。
常见的车架连接方式有焊接、铆接和胶合。
焊接是最常见的连接方式,它能够提供较强的连接和结构刚度。
铆接则使用螺栓和螺母来连接车架部件,可以方便拆卸和维修。
胶合是一种较新的连接方式,使用特殊的胶水来连接车架部件,能够提供较好的吸震性能和连接强度。
最后,车架的设计还要考虑到空气动力学。
一些高端的竞速自行车采用空气动力学的设计,通过减少空气阻力来提高骑行速度。
这些车架通常具有空气动力学的断面和隐藏式的线路,以减少空气阻力。
总结起来,自行车车架设计的原理涉及强度和刚度、材料选择、几何设计、连接方式和空气动力学等方面。
自行车机械构造研究报告自行车是一种受欢迎的交通工具,其机械构造直接关系到它的安全性和实用性。
本报告将对自行车的机械构造进行研究。
自行车的机械构造由多个组成部分组成,包括车架、车轮、传动系统以及刹车系统等。
首先,我们来研究自行车的车架。
车架是自行车的主体部分,通常由金属材料如铝合金或碳纤维制成。
车架的刚性和强度决定了自行车的稳定性和骑行舒适性。
接下来,我们来研究自行车的车轮。
自行车通常有两个车轮,它们由车轮轴连接到车架上。
车轮的直径和宽度对自行车的操控性和稳定性有重要影响。
车轮通常由轮毂、辐条和轮圈组成,轮圈上还有胎带用来安装车胎。
传动系统是自行车的重要组成部分,它通过齿轮和链条将骑行者的脚力转换成车轮的动力。
传动系统由一个或多个链轮和齿轮组成,链条将它们连接起来。
骑行者可以通过切换不同的齿轮来调整自行车的速度和阻力。
传动系统的设计和调整对自行车的骑行效果有重要影响,例如,高档齿轮比可以提供更高的速度,而低档齿轮比则可以提供更大的力量。
刹车系统是自行车的另一个关键组成部分,它保证了骑行者的安全。
自行车通常有两种刹车系统:前刹和后刹。
前刹通常由两个刹车鞋和一个刹车杆组成,它们固定在车架上的前轮上。
当刹车杆被按下时,刹车鞋会与轮圈接触并减慢车轮的旋转速度。
后刹与前刹类似,但是固定在车架上的后轮上。
刹车系统的设计和调整对自行车的制动效果和舒适性有重要影响。
除了这些主要的机械构造,自行车还有一些其他的组件,如座椅、脚踏、车把等。
这些组件的设计和调整也对自行车的骑行体验有影响。
例如,舒适的座椅和车把能够减轻骑行者的疲劳感,而合适的脚踏可以提供更好的踩踏效果。
总之,自行车的机械构造是一个复杂而重要的领域。
车架、车轮、传动系统和刹车系统都对自行车的安全性和实用性起着重要作用。
通过不断的研究和创新,我们可以改进自行车的机械构造,提高其性能和舒适性。
电动自行车车架的结构分析与优化电动自行车作为一种便捷、环保的交通工具,受到了越来越多人的青睐。
而车架作为电动自行车的重要组成部分,其结构设计对车辆的性能和使用寿命有着重要的影响。
本文将对电动自行车车架的结构进行分析与优化,以提高车辆的性能和安全性。
首先我们来分析电动自行车车架的结构。
一般电动自行车车架主要由上管、下管、前叉、座管等部分组成。
上管是连接前叉和座管的主要支撑部件,其承受了车手的重量和前叉的冲击力。
下管是连接前叉和座管的横向支撑部件,起到增加车架的稳定性和刚度的作用。
前叉是连接车架与前轮的部件,其需要具备足够的刚度和耐久性。
座管是连接车架与座椅的管状构件,其承受了车手坐姿带来的力量。
在对电动自行车车架的结构进行优化时,我们需考虑以下几个方面。
首先是车架的刚度,刚度越高,车架的变形越小,提高了操控的稳定性和舒适性。
二是车架的重量,重量越轻,电动自行车的整体重量越轻,提高了车辆的加速性能和续航里程。
三是车架的强度,强度越高,车架的抗压和抗扭能力越大,增加了车架的耐久性和安全性。
针对上述优化需求,我们可以通过以下几种方式进行电动自行车车架的结构优化。
首先是采用高强度材料制造车架,如碳纤维复合材料、铝合金等。
这些材料具有较高的强度和刚度,能够在保证车架轻量化的同时提高车辆的耐久性和稳定性。
其次是采用优化的车架几何形状,如增加支撑框架的数量和布局,提高车架的刚度和稳定性。
此外,还可以使用先进的焊接技术,如激光焊接、点焊等,提高车架的强度和连接质量。
除了结构优化外,还可以通过其他方式改进电动自行车的性能。
一是采用可调节式的车架结构,允许用户根据个人需求调整车架的高度和角度,提高骑行的舒适性。
二是增加减震系统,如前叉和座椅管周围的减震装置,减少路面震动对车手的影响,提高骑行的稳定性和舒适性。
三是引入智能化技术,如车架上的传感器和控制系统,实时监测车辆的状态和性能,提供相应的调节和优化措施。
综上所述,电动自行车车架的结构分析与优化对于提高车辆的性能和安全性具有重要的意义。
自行车机械构造研究报告自行车是一种以人力为动力的交通工具,其机械构造是其能够正常运行的关键。
通过研究自行车的机械构造,可以深入了解其工作原理以及如何进行维护和修理。
本报告将详细介绍自行车的机械构造,包括主要零部件的功能和作用。
自行车的主要零部件包括车架、车轮、刹车系统、变速系统、齿轮、链条等。
首先是车架,它是自行车的支撑结构,负责承载乘骑者的重量。
车架通常由金属或者碳纤维等材料制成,具有一定的强度和刚度。
车轮是自行车运行的基础,包括前轮和后轮。
它们通常由金属辐条和轮圈以及胎带等部件组成。
车轮除了提供支撑外,还负责向前推动自行车并提供行驶的稳定性。
刹车系统是确保自行车安全的重要部件,通常由前刹车和后刹车两部分组成。
刹车系统通过摩擦产生的力量来减慢自行车的速度和停止运动。
常见的刹车类型包括V刹和碟刹。
变速系统是自行车的重要组成部分,它使骑行者能够适应不同的道路条件和骑行需求。
常见的变速系统有内齿轮变速和外齿轮变速。
内齿轮变速系统通常安装在后轮集中,能够实现多种齿比的自由转换。
而外齿轮变速系统则安装在车架上,通过前后两个齿盘和多个链环的结合来实现变速。
齿轮是自行车的关键部件,通过其大小和组合方式实现变速效果。
前齿盘可以根据需要选择不同的齿数,影响自行车的速度和爬坡能力。
而后齿盘则可配合前齿盘实现多种齿比的组合。
链条是自行车动力传输的纽带,将骑行者的踏板力量传递给后轮,使自行车前进。
链条通常由金属环节组成,需要定期润滑和清洁以保证正常的工作。
除了上述主要零部件,自行车还包括座椅、踏板、把手、前叉、后减震器等其他组件。
它们的设计和安装位置都与骑行起到一定的影响,要根据个人习惯和需求进行合理选择和调整。
总之,自行车的机械构造是其能够正常运行的基础,各个零部件的功能和作用都至关重要。
了解自行车的机械构造对于骑行者来说是很有帮助的,可以更好地掌握自行车的使用技巧和进行维护保养。
希望通过本报告的介绍,能够对自行车的机械构造有更深入的了解。
基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析自行车车架是连接自行车各个部件的重要结构,其设计优化对于提高整车性能和骑行舒适度至关重要。
有限元分析是一种常用的工程分析方法,可以用来评估自行车车架的结构强度、刚度和耐久性等特性。
在ANSYS软件中进行自行车车架有限元分析可以帮助设计师更好地理解和改进车架的设计。
首先,进行自行车车架有限元分析的第一步是建立几何模型。
可以使用ANSYS中的建模工具来创建车架的三维几何模型。
在建模过程中,需要考虑车架各个部件的几何形状、连接方式和材料参数等。
接下来,需要为车架模型分配材料属性。
车架材料的选择对于整体结构的强度和刚度具有重要影响。
可以利用ANSYS中的材料库来选择合适的材料,并为车架的不同部件分配相应的材料属性。
然后,需要进行约束和加载设置。
在真实的使用条件下,车架会受到各种力的作用,如骑行时的重力、路面不平和操控力等。
在有限元分析中,应根据实际工况和设计要求来设置适当的约束和加载。
例如,在车架的连接点设置约束,模拟骑行时的力加载。
随后,进行网格划分和网格质量检查。
网格划分是将车架模型离散化为有限元网格的过程。
在ANSYS中,可以使用自动划网工具或手动划网。
划分好网格后,还需要进行网格质量的检查和优化,以确保计算结果的准确性和可靠性。
然后,进行有限元分析求解。
有限元分析是通过将车架模型离散化为多个有限元单元,并根据材料特性、加载条件和边界条件来计算结构的应力、变形和刚度等参数。
在ANSYS中,可以选择不同的分析类型和求解器来进行分析。
根据需要,可以进行静力学、动力学、热力学和疲劳分析等。
最后,进行结果评估和优化。
通过有限元分析,可以得到车架在各个部件的应力分布图、变形图和刚度分析结果。
根据这些结果,可以评估车架的结构强度和刚度,并进行优化设计。
例如,可以优化车架的几何形状、材料选用和连接方式,以提高车架的性能。
总结起来,基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析是一种重要的工程分析方法,可以帮助设计师评估和改进车架的设计。
山地车车架详解车架作用(1)在自行车王国中,山地自行车有着不可替代的地位。
它的种类、花样之繁多,是其他的车种所不可比拟的。
可是也正因为如此,许多入门的自行车爱好者并没有买到最适合他们自己的山地车。
(非狼便是如此)在我们周围经常可以看到这样的爱好者,他们看到FR或DH车看起来很COOL,就跑去买FR 和DH,完全没有考虑到自己只是公路骑行,结果因为FR和DH那过大的重量而叫苦不迭;又或者看到碟刹的外型很COOL,并且相对其他的刹车来说很贵,就以为碟刹一定很好,非碟刹不买。
这种盲目消费的最终结果就是资金和精力的大量浪费。
运动自行车的零配件无论是在使用设计上还是在搭配上都具有很强的针对性,涉及其中的原理和细节部分完全可以成为一门学问。
但是有一个不变的准则:适合自己。
如果不适合自己,那么无论是多么高档的零件,都不能发挥它的原有的作用。
那么如何选择适合自己的零配件,进而组装出适合自己的车子呢?首先让我们从车子的灵魂——车架谈起。
山地车车架完全手册车架的重要性在上文中我提到,车架是整个车子的灵魂,这种说法一点都不过分。
很多新手在装车的时候,往往有意或无意的忽视了车架的重要性。
他们考虑的是装什么XTR的套件,什么档次的前叉,等自己的预算用得差不多了,再去随便选购一个架子。
这种行为的直接结果就是整个车子看起来很高档,骑起来却不是那么回事。
症结何在呢?就是他们选购了不合适的架子。
山地车车架的重要性:1. 车架决定了车子的类型。
举个例子,如果你要组装一台DH车,你会不会去选购一个1400克的GIANT的XTC-TEAM呢?或者换句话说,你会不会在自己的轻量化的XC上装上一支DNM的行程长达20CM的双肩前叉?当然不会。
所以说,车架的类型也就决定了整个车子的类型。
2. 车架直接或间接的影响着车子的各个方面的性能。
什么影响着车子的操纵性?什么决定着车子的稳定性?什么决定着车子的转弯的快慢?什么决定着车子的舒适程度?是不是XTR的套件,是不是ROCKSHOX的前叉?是,但又不是。
自行车结构与原理概述自行车是一种广泛应用于交通工具和运动健身的工具。
它的构造复杂而精细,通过一系列的机械原理和结构实现骑行的功能。
本文将对自行车的结构和原理进行概述,帮助读者更好地了解自行车的工作原理。
一、车架结构自行车的车架是整车的骨架,负责支撑和固定其他各个部件。
一般而言,车架由上管、下管、前叉、座管等构成。
上管和下管之间形成一个三角形结构,提供了稳定性和强度,使得骑行时尽可能减少晃动。
车架通常采用钢铁、铝合金或碳纤维等材料制作。
钢铁车架具有强度高、耐久性强的特点,但相对较重。
铝合金车架较轻,但也能提供足够的强度。
碳纤维车架则更轻,同时还具有良好的减震性能,但造价较高。
二、悬挂结构自行车在前叉与车架的连接处通常配备了悬挂结构,主要用于减震和提高骑行的舒适性。
前叉上的弹簧系统能够吸收部分冲击力,减轻骑手在不平坦路面上的震动感。
悬挂的调节功能使骑手能够根据不同的路况进行调整,使得骑行更加平稳。
三、轮组结构自行车前后各配备一个轮组,由轮辋、轮胎、轴承组成。
轮辋通常由金属材料制作,以提供强度和稳定性。
轮胎则由橡胶制成,具有优异的摩擦力和抗冲击性。
轴承则负责保证轮子能够顺畅旋转。
自行车的轮组采用不同尺寸的轮胎,以适应不同的骑行需求。
一般而言,轮胎尺寸大,对不平坦路面的适应性更好,但骑行阻力也增加。
轮胎尺寸小,则骑行更加灵活,但通过不平整路面时的舒适性较差。
四、传动系统自行车采用链条传动系统,将骑手的踩踏力量转化为车轮的旋转动力。
传动系统主要包括链条、齿盘和飞轮。
骑手踩踏时,链条通过齿盘的轮齿将力量传递到飞轮上,从而推动车轮旋转。
齿盘和飞轮上的齿数不同,可以提供不同的传动比,以适应不同的骑行环境。
齿数大的组合可以提供更大的推进力,适用于爬坡和加速;齿数小的组合则可以提供更高的速度,适用于平路和下坡。
五、刹车系统自行车的刹车系统用于控制车辆的停止和减速。
常见的刹车系统有脚踏刹车和手把刹车。
脚踏刹车通过脚踩刹车板,利用摩擦原理使刹车皮与车轮接触,产生阻力而减速。
自行车车架分析报告2014年11月4号一、自行车车架材料分析车架材料最早是使用铬钼钢,然后进化到使用铝合金,再然后是复合材料的使用如碳纤维。
厂商不断的在研发新材料配方,提升管件和结构设计能力,并创新加工技术。
为的就是让车架更轻、更强、更舒适和美观。
目前,制造自行车车架的材料主要有以下几种:钢,铝合金,钛合金,镁合金,钪合金,碳纤维等。
一般市场上出现的车架主要有钢,铝合金,钛合金,碳纤维。
Ⅰ.铬钼钢(Fe-Cr-Mo)在自行车的100年历史当中,铁素材是刚性与重量方面都均衡的理想素材。
铁制车架的最大特徵是可在各种成份,各种粗细厚薄的铁管中,任意选择所需要的铁管进行加快。
因此可以选择最适合于的尺寸、刚性、骑感的车架,这对于数毫米的差异也敏感的老车手来说是很有好处的。
它的最大的缺点是比起其他的素材重(过去)。
但是最近的铁素材车架经过热处理,把薄的管道做成粗的管来使用,其重量不会输给轻的合金。
铬钼钢是铬、钼的合金。
它的性能如下:○淬火性好。
○对回火处理的抵抗性大。
○回火脆性倾向少。
○高温加工性好,加工后美观。
○熔接性好。
●铬钼钢车架的优点(1).加工性好铬钼钢的车架是历史最久的车架,因此对它的研究时间也最长。
现在能做到车架所需强度的极薄的管道。
(2).冲击的吸收性能好骑感极好,如「像弹簧般的骑感」。
构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。
(3).焊接容易铬钼钢比起钛、铝焊接容易。
可以设计成名种形状。
另外,焊接后也不需要热处理,因此不需要大型的热处理设备,成本低。
(4).价格便宜虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵,但一般价格便宜。
也可以说,用便宜的价格买到高挡次的车架。
●铬钼钢车架的缺点(1).容易生锈车架用的铬钼钢含有铬,但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。
若没有施有表面处理的话,有伤口时容易生锈。
但是一般都有进行防锈加工。
自行车的场合,管道的肉压薄,生锈后的影响将会非大。
生锈→肉压减少→强度下降(应力集中)。
(2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)Ⅱ.铝合金(Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu))很久以前就有用铝合金制作的车架。
轻而价格低是它的优点。
但是从「轻」来说,当前与铁素材比较相差并不大。
老车手对它的反应是「虽轻但易弯曲」。
虽然经过多次改进,但是始终克服不了杨氏弹性模量低的缺点。
最近的铝合金车架,为了提高杨氏弹性模量,加大管道外径,使用扁平管,或者对铝管进行热处理等,制造出轻而有刚性的车架,这种最新的铝合金车架对车手来说,具有足够的轻量与刚性。
铝合金是纯铝中加入Mg,Zn,Si,Cu 等金属的合金。
铝本身具有轻量、可塑性好、耐腐蚀等优点,加入其他金属后显著提高了机械性能。
自行车所使用的铝合金多数为6000系(Al-Mg-Si)和7000系(Al-Zn-Mg-Cu)两种,经过热处理(铝耐高温,在高温下能改变性质)可以制成名种各样的材料。
6000系被认为是耐腐蚀、强度好、焊接性也好的材料。
7000系是铝合金中最强的材料。
尤其是7075是特超硬铝(制造飞机的材料),但是它的焊接难度大,耐腐蚀性差(会发白)等●铝合金车架的优点(1).可以制作重量轻的车架铝的比重轻但不够硬,为了增强强度把它制成合金并施予热处理。
热处理采用时效析出增强法,简单地说,在金属内形成一种妨碍金属变形的物质。
在某种高温下进行热处理时,会引起时效析出,若没有经过这个程序的车架,也会引起常温时效。
就是说把车架放置在房间内也会逐渐变强。
许多铝合金制车架用6061-T6材料来制造。
T6标志表示经过热处理、时效。
若没有热处理的话强度只能达到1/2,或者1/5的程度。
有7075标志的自行车零件(如XTR曲柄等),严格来讲没有经过热处理。
也就是说因没有时效,因此是常温时效。
7075合金本来就必要进行热处理,通过热处理其强度可以增加5倍。
另外,7005合金也常用来制造车架,它的强度比不上7075,但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。
这种材料也可用Padded加工制成薄料。
但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低,因此加粗管道直径来提高刚性。
通常被称作铝制粗管道的是这种类型。
(2)长时间使用外观不怎么变化铝本身是很容易受腐蚀的金属,在空气中几乎不存在没有被氧化的铝,放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。
为什么不生锈呢?原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。
该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白)。
另一方面,骑这种材料制造的自行车时,骑的次数越多,应力发生的次数也高,强度也显著引起变化。
近来为了谋求轻量,许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限)。
这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架,到底长时间使用后强度变化将是如何呢!Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有喷丸硬化加工(KET处理)的管道,这种加工的目的是延长疲劳的寿命。
根据公开的数据,能提高140%。
,KET处理是:疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因,因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。
●铝合金车架的缺点(1).铝是弹性率及刚性低的材料。
因此采用粗的管道,或者改变形状如cross-over管、padded 管等。
(2).需要进行热处理必需进行热处理,否则强度不够。
因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。
尤其是6000系的铝合金管,多数情况是管道厂家指定热处理条件。
(3).刚性,强度较低。
骑感不佳。
Ⅲ. 钛、钛合金(Ti,Ti-Al-V)美国在60年代首次使用钛合金来制作自行车车架。
钛合金给人的印象是「轻而硬」。
早期的钛合金车架,作为比赛用车,刚性不足,其车架不适合于长距离赛车,也不是适用于所有的比赛,只适合用在山岳,或者Big reces, Time traial等需要轻型车的特定的场合。
开始时钛合金使一些人着迷,曾经有些热中于轻量化的骑手,把所有的螺丝都换成钛合金制的才满意。
钛金属给一些人错觉,贵而稀有,实际上钛是地球上埋藏量丰富的元素之一。
只是由于合金的制作成本高,价格才较贵。
金属钛比重轻、强度大,同时耐腐蚀性高的材料,一般用在特殊的环境里。
在金属钛里添加铝、钒(Li.V)时强度显著提高,热处理也和铝合金一样通过时效处理可以提高强度。
●钛合金车架的优点(1).可以制作轻量而强度大的车架纯钛金属的强度更高。
在钛金属中添加铝和钒,弹性更高(和铝比较),也有利于设计。
(2).不生锈钛在一般的环境下几乎不会被腐蚀。
但是它有另一种腐蚀现象即异种金属腐蚀。
例如,不同种类的合金接合在一起时,成为电极状态,电位差使局部通电引起腐蚀。
对此现象采取的措施是用脂膏等来绝缘(混有金属粉末的脂膏,如商品名:Ti Plepu等)。
这种金属粉末防止脂膏流失,即使流失后也用来防止紧密接触。
这种金属粉末有导电性也不要紧,接触后被较小的荷重破坏掉。
这种现象称为「粘住」,它和「烘焙」是不同的。
「粘住、咬合」:金属之间通过腐蚀来接合的现象。
「烘焙接合」:加工金属时所产生的热量来溶融接合(3).骑感好钛也用在避震器的弹簧上。
现在用钛制成的车架适合于长时间的骑行。
有些车手酷爱钛制车架,认为骑感极佳。
但是个人各异,有人和铬钼钢比较后认为,铬钼钢的车架冲击吸收性比钛车架好,骑感也比钛车架好(这和铬钼钢车架的形状以及用薄的管的结果应力得到增大也有关)。
假若钛管的加工技术得到进一步改进,也许会有和铬钼钢同样的骑感。
有些钛制车架使人感到摇摆,这也许是使用plane管(没有加padded的,厚薄不能变化的管)有关。
或者虽使用高强度的钛合金,但没有用薄的管等也有关系。
Ⅳ.碳纤维(CERP)自行车作为生活中常用的代步工具,以其造价低廉、维修简单、使用方便等特点而深受人们的喜爱,形成了巨大的消费市场、随着现代社会的飞速发展,自行车已由原来单纯的交通和运输工具而演变成为集健身、旅游、竞赛等多种功能的运动器械,这就要求其外观更美,重量更轻,骑乘也更为舒适.自行车档次的高低取决于车体材料的选择和做工,典型的低、中、高档自行车构架分别由碳钢、铬钼台金及铝合金和碳纤维制造.碳纤维是一种新型的复合材料,它有重量轻、比强度高、比刚度太等优点,而且具有可设计性和易成型性,从而得产品的设计结构有更高的效率.目前,世界各国都对研制新形态、新材料的自行车投入了巨大的人力、物力、财力.美、英等国家都已开发生产出碳纤维自行车整体车架.整体式碳维行车摆脱了传统的菱形模式,造型更流畅和活泼多变,车架装饰更丰富多彩、鲜艳别致。
碳纤维车架的特征是「轻、不弯曲、冲击吸收性好」,但是,充分发挥碳纤维的优异性能,在技术上看起来不是那么容易,各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。
自行车厂家考虑到成本问题,不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。
虽然存在上述的现实问题,但是碳纤维车架还是具有其它素材所没有的优点,可以制造8、9kg左右的轻量自行车,这种碳纤维轻量自行车,登坡时最能体现其优点,登坡顺利而爽快。
而不会像一些轻的铝合金车架,登坡时感到有一种向后拉的力量。
碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。
非常轻,但它是具有方向性的材料(拉伸强但容易断),因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点。
●碳纤维车架的优点(1).可以制作重量轻的车架碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。
碳纤维车架非常轻,这是它的密度和强的拉伸强度构成的。
(2).冲击吸收性好碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿,或者特殊的弹簧等被用在各领域。
利用它的吸收冲击力优异的性能,制作不用避震器的自行车。
如SCOTT厂的ELEVATED车架是著名的。
但是各个厂家之间的品质差异较大,有的很硬,因此这种车架乘骑后才能知道好或者不好。
(3).可以制造各种形状的车架碳纤维的基本成型方法是,在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。
可以制成各种形状的车架。
如TREK的Y车架是著名的。
●碳纤维车架的缺点(1).复杂的应力计算构成碳纤维车架的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。
加工技术各厂家各异,应选择有经验而可*厂家的制品是很重要的。
(2).难于更改尺寸由于作好模具后成型,难于更改尺寸。
无法相应多尺寸多款式的订单。
(3).老化碳纤维含有树脂因此也可以说耐酸。
但是对碳纤维来说应多考虑内在因素,它用树脂因此树脂老化的可能性是存在的。
碳纤维制自行车不使用时应该避开阳光,日光和环境的温度对它的影响最大Ⅴ.镁合金镁合金作为目前密度最小的金属结构材料!广泛应用于航空航天工业&汽车工业&通讯电子业等领域’镁合金突出的优异性能受到了自行车生产厂家与客户的青睐!逐渐被各大公司应用于自行车的零部件生产#近年来!国内外的许多公司纷纷开始了镁合金自行车架的研发!许多知名厂商已经成功地生产出性能优越的镁合金车架自行车并投入使用!取得了很好的效果●镁合金车架的优点(1).高的比强度、比刚度应用于自行车架的材料中,钢的强度和刚度是最好的。