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零部件

運(yùn)動(dòng)自行車車架全解(圖文)

  3. 在其他的配制相同的時(shí)候,全減震車的價(jià)格會(huì)比較昂貴。新手的一次性投資會(huì)比較大。而新手的選擇往往帶有盲目性,一旦發(fā)現(xiàn)這種騎行方式不適合自己,損失就會(huì)比較慘重了。

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  目前,可以制造自行車車架的材料主要有以下幾種:鋼,鋁合金,鈦合金,鎂合金,鈧合金,碳纖維等等,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。鈧合金和鎂合金是最近的新興材料,比較少見。

  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(yield strength)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"Lite Steel 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)

  以上都是鋁的優(yōu)點(diǎn),但是這種材料也有兩個(gè)致命的缺點(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(lè)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。

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