車架基本知識
車架基本知識
一般市場上出現(xiàn)的車架主要有鋼，鋁合金，鈦合金，碳纖維。以下是由學習啦小編整理關(guān)于車架基本知識的內(nèi)容，提供給大家參考和了解，希望大家喜歡!
車架基本知識——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，當移開重物時，金屬棒仍然呈現(xiàn)彎曲，無法完全回復(fù)原狀，即所謂的降伏(yield)。使材料達到降伏的力量因材料不同而不同，這就是所謂的強度。強度和車架的耐用度相關(guān)但和騎乘品質(zhì)無關(guān)。強度(strength)由材料的降伏強度(yieldstrength)決定。降伏強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彎曲，當把那個重物移開時，金屬棒立即回復(fù)原來的型狀。同樣的重量加諸于不同材料時，會產(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)，因為車架最怕在正常騎乘時發(fā)生變型。剛性決定于材料的彈性系數(shù)，而相當重要的是彈性系數(shù)和金屬的品質(zhì)及其合金的成份無關(guān)。舉例來說，所有種類的鋼，基本上具有相同的彈性系數(shù)。
3.重量(WEIGHT)除了強度和剛性之外，重量也是一個議題。和剛性一樣，重量受到材料合金成份的影響相當輕微。即便你的車架貼著"LiteSteel TM"(輕量化鋼材)，事實上，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) 強度 (降伏點 ) 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關(guān)。舉例來說，所有的車用鋼管，從大賣場的廉價單車到價值數(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，鋼的車架是最結(jié)實的。當然實際情況下沒有人會這樣做車架，所以這個結(jié)論也就是不客觀的了。
鋁架的優(yōu)點
鋁作為一種在運動自行車上使用最廣泛的材料，最大的優(yōu)點就是他的重量。鋁的剛性和強度都很低，但是鋁可以通過增加單位體積上的材料來彌補這一缺憾，而重量仍然不大。另外相對于其他的運動自行車的高級材料，鋁的價格很低。
目前使用在高檔鋁架上的鋁材(6000系列、7000系列)都是運用在航天方面的高級鋁材。和一般的普通鋁材相比，這些鋁材無論是在強度還是剛性上都有顯著的提高。而且廠家為了保證強度，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)的鋁車架看起來都很粗獷。
鋁長時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?原因是該氧化膜達到一定的程度時防止繼續(xù)生銹，形成致密的氧化膜(三氧化二鋁)。該氧化膜幾乎是無色因此外觀上不容易發(fā)現(xiàn)變化(有時會發(fā)白)
鋁架的缺點
1. 鋁的金屬疲勞性很差，為了說明這一點，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恙。鋁材做的自行車架的致命弱點就是騎這種材料制造的自行車時，騎的次數(shù)越多，應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也高，強度也顯著引起變化。近來為了謀求輕量，許多車架使用薄料來制作(薄的程度已達到極限)。這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來制作車架，這也就是為什么在專業(yè)的使用強度下一個鋁架只能支持2-3年的原因。
2.鋁沒有彈性，無法吸收騎行的震動。用鋁材制作的硬尾車架會把絕大多數(shù)的震動直接傳遞到騎手的身體上。這就使鋁車架坐起來相當?shù)念嶔?，乘騎的舒適感很差。
由于鋁的這兩個缺陷，使得它不適合做一般的硬尾車架。但是競賽的XC越野車架大多數(shù)使用鋁合金，這是因為鋁的重量可以做到很輕，而通過熱處理和抽管技術(shù)也可以獲得很大的強度，這就使得鋁車架的競賽性能很好(競賽性能當然不會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。由于擁有完全獨立的減震結(jié)構(gòu)用于吸收震動，并加上更為厚實和柔軟的把膠和坐墊，鋁沒有彈性的缺點被完全的中和掉了。另外，鋁較輕的質(zhì)量使得它可以作成更大的截管面積，并在需要強度的地方進行局部的補強。所以說，鋁是比較成熟而可靠的材料，并且在制作全減震車架的時候更有優(yōu)勢。
鋼架的優(yōu)點
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賽級車輛，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：
1. 加工性能好，鉻鉬鋼是歷史最悠久的自行車素材，對它的研究時間也最長，因此它的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個相當穩(wěn)定的程度。
2. 強度大，從上文中我們可以看出相同體積下的鋼材的強度遠遠大于鋁合金和鈦合金，因此合格的鋼架的強度都可以讓人放心。
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，可以吸收騎行過程中所帶來的震動。因此鋼架不會向鋁架那樣讓人感覺不舒服，特別適合用來做旅行車架。
4.鋼的金屬疲勞性要比鋁強的多(從上文中的實驗我們就可以看出來了)，所以在相同的使用條件下，鋼架的壽命也會比鋁架長得多。
鋼架的缺點
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。這也就是在競賽級別的車架中很少看見鋼架的緣故。
2.生銹，相對于其他的材料，鋼是比較容易生銹的。生銹會使鋼的強度大幅度的下降，減少使用壽命。所以必須采取種種手段來防止鋼材生銹。
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