車架基本知識(shí)
車架基本知識(shí)
一般市場(chǎng)上出現(xiàn)的車架主要有鋼，鋁合金，鈦合金，碳纖維。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于車架基本知識(shí)的內(nèi)容，提供給大家參考和了解，希望大家喜歡!
車架基本知識(shí)——車架的材料
要了解這些材料的特性，就有必要知道一些基本的概念和參數(shù)
1.強(qiáng)度(STRENGTH)。假設(shè)掛在金屬棒另一端的重量，重到足以使金屬棒產(chǎn)生永久的變形，也就是說(shuō)，當(dāng)移開重物時(shí)，金屬棒仍然呈現(xiàn)彎曲，無(wú)法完全回復(fù)原狀，即所謂的降伏(yield)。使材料達(dá)到降伏的力量因材料不同而不同，這就是所謂的強(qiáng)度。強(qiáng)度和車架的耐用度相關(guān)但和騎乘品質(zhì)無(wú)關(guān)。強(qiáng)度(strength)由材料的降伏強(qiáng)度(yieldstrength)決定。降伏強(qiáng)度和車架管材的品質(zhì)、熱處理制程及合金成份(某些品牌型式)有相當(dāng)大的關(guān)系。
2. 剛性 (STIFFNESS)假設(shè)一根金屬棒的一端固定在夾具上，另一端加上一定的重量使得這根金屬棒暫時(shí)彎曲，當(dāng)把那個(gè)重物移開時(shí)，金屬棒立即回復(fù)原來(lái)的型狀。同樣的重量加諸于不同材料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的彎曲程度，這就是剛性。剛性影響車架的騎乘品質(zhì)，因?yàn)檐嚰茏钆略谡ｒT乘時(shí)發(fā)生變型。剛性決定于材料的彈性系數(shù)，而相當(dāng)重要的是彈性系數(shù)和金屬的品質(zhì)及其合金的成份無(wú)關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，所有種類的鋼，基本上具有相同的彈性系數(shù)。
3.重量(WEIGHT)除了強(qiáng)度和剛性之外，重量也是一個(gè)議題。和剛性一樣，重量受到材料合金成份的影響相當(dāng)輕微。即便你的車架貼著"LiteSteel TM"(輕量化鋼材)，事實(shí)上，所有的鋼材幾乎具有相等的重量。
以下就是我們常見的幾種材料的一些特性
彈性系數(shù)(剛性) 強(qiáng)度 (降伏點(diǎn) ) 重量(千克/立方米)
鋼材 30 46---162 7800---8200
鋁合金 10-11 11-59(4-22退火后) 2700—3200
鈦合金 15-16.5 40-120 4500—4700
要注意，剛性和重量和材料的品質(zhì)、熱處理或合金成份無(wú)關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，所有的車用鋼管，從大賣場(chǎng)的廉價(jià)單車到價(jià)值數(shù)千美元的單車都有相同的彈性系數(shù)30，以及490的重量。
由上表中我們可以看出，我們用這幾種材料做車架，在管材的形狀和厚度相同的情況下，鋁制車架的剛性只有鋼制車架的三分之一，鈦制車架也只有鋼制車架的二分之一的鋼性。也就是說(shuō)，鋼的車架是最結(jié)實(shí)的。當(dāng)然實(shí)際情況下沒有人會(huì)這樣做車架，所以這個(gè)結(jié)論也就是不客觀的了。
鋁架的優(yōu)點(diǎn)
鋁作為一種在運(yùn)動(dòng)自行車上使用最廣泛的材料，最大的優(yōu)點(diǎn)就是他的重量。鋁的剛性和強(qiáng)度都很低，但是鋁可以通過(guò)增加單位體積上的材料來(lái)彌補(bǔ)這一缺憾，而重量仍然不大。另外相對(duì)于其他的運(yùn)動(dòng)自行車的高級(jí)材料，鋁的價(jià)格很低。
目前使用在高檔鋁架上的鋁材(6000系列、7000系列)都是運(yùn)用在航天方面的高級(jí)鋁材。和一般的普通鋁材相比，這些鋁材無(wú)論是在強(qiáng)度還是剛性上都有顯著的提高。而且廠家為了保證強(qiáng)度，都采取了使用較粗的管材、增大橫截面積的做法，所以大多數(shù)的鋁車架看起來(lái)都很粗獷。
鋁長(zhǎng)時(shí)間使用外觀不怎么變化。鋁本身是很容易受腐蝕的金屬，在空氣中幾乎不存在沒有被氧化的鋁，放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的氧化膜。為什么不生銹呢?原因是該氧化膜達(dá)到一定的程度時(shí)防止繼續(xù)生銹，形成致密的氧化膜(三氧化二鋁)。該氧化膜幾乎是無(wú)色因此外觀上不容易發(fā)現(xiàn)變化(有時(shí)會(huì)發(fā)白)
鋁架的缺點(diǎn)
1. 鋁的金屬疲勞性很差，為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們看下面的幾幅圖。
我們可以很明顯的看到，鋁的可樂罐很輕易的就被捏出了口子，而鋼的水果罐頭則安然無(wú)恙。鋁材做的自行車架的致命弱點(diǎn)就是騎這種材料制造的自行車時(shí)，騎的次數(shù)越多，應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也高，強(qiáng)度也顯著引起變化。近來(lái)為了謀求輕量，許多車架使用薄料來(lái)制作(薄的程度已達(dá)到極限)。這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來(lái)制作車架，這也就是為什么在專業(yè)的使用強(qiáng)度下一個(gè)鋁架只能支持2-3年的原因。
2.鋁沒有彈性，無(wú)法吸收騎行的震動(dòng)。用鋁材制作的硬尾車架會(huì)把絕大多數(shù)的震動(dòng)直接傳遞到騎手的身體上。這就使鋁車架坐起來(lái)相當(dāng)?shù)念嶔ぃ蓑T的舒適感很差。
由于鋁的這兩個(gè)缺陷，使得它不適合做一般的硬尾車架。但是競(jìng)賽的XC越野車架大多數(shù)使用鋁合金，這是因?yàn)殇X的重量可以做到很輕，而通過(guò)熱處理和抽管技術(shù)也可以獲得很大的強(qiáng)度，這就使得鋁車架的競(jìng)賽性能很好(競(jìng)賽性能當(dāng)然不會(huì)考慮選手的舒適程度和產(chǎn)品的使用壽命了)。
而全減震車就沒有這些顧忌了。由于擁有完全獨(dú)立的減震結(jié)構(gòu)用于吸收震動(dòng)，并加上更為厚實(shí)和柔軟的把膠和坐墊，鋁沒有彈性的缺點(diǎn)被完全的中和掉了。另外，鋁較輕的質(zhì)量使得它可以作成更大的截管面積，并在需要強(qiáng)度的地方進(jìn)行局部的補(bǔ)強(qiáng)。所以說(shuō)，鋁是比較成熟而可靠的材料，并且在制作全減震車架的時(shí)候更有優(yōu)勢(shì)。
鋼架的優(yōu)點(diǎn)
鋼是一種歷史悠久的材料，從最普通的民用自行車到高端的競(jìng)賽級(jí)車輛，都或多或少的使用著鋼材。除了冶煉技術(shù)的完善之外，鋼也有其它材料所不能代替的優(yōu)點(diǎn)：
1. 加工性能好，鉻鉬鋼是歷史最悠久的自行車素材，對(duì)它的研究時(shí)間也最長(zhǎng)，因此它的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的程度。
2. 強(qiáng)度大，從上文中我們可以看出相同體積下的鋼材的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁合金和鈦合金，因此合格的鋼架的強(qiáng)度都可以讓人放心。
3.乘騎感舒適，鋼是一種具有良好的彈性的金屬，用鋼制作的車架，可以吸收騎行過(guò)程中所帶來(lái)的震動(dòng)。因此鋼架不會(huì)向鋁架那樣讓人感覺不舒服，特別適合用來(lái)做旅行車架。
4.鋼的金屬疲勞性要比鋁強(qiáng)的多(從上文中的實(shí)驗(yàn)我們就可以看出來(lái)了)，所以在相同的使用條件下，鋼架的壽命也會(huì)比鋁架長(zhǎng)得多。
鋼架的缺點(diǎn)
1.重量，在極度追求器材輕量化的今天，鋼7。8/立方厘米的質(zhì)量讓所有人對(duì)他望而卻步。雖然可以使用輕量化的鋼材，并且用抽管技術(shù)把管壁抽得極薄，可是還是很難把鋼架的重量減到1600克以下。而很多鋁架的重量只有1400克左右。這也就是在競(jìng)賽級(jí)別的車架中很少看見鋼架的緣故。
2.生銹，相對(duì)于其他的材料，鋼是比較容易生銹的。生銹會(huì)使鋼的強(qiáng)度大幅度的下降，減少使用壽命。所以必須采取種種手段來(lái)防止鋼材生銹。
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