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運(yùn)動(dòng)自行車車架全解(圖文)
2010-04-02 10:07:06
出處 : 風(fēng)云單車
作者 : 未來飛車
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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，當(dāng)移開重物時(shí)，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(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(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關(guān)。舉例來說，所有的車用鋼管，從大賣場的廉價(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，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，但是鋁可以通過增加單位體積上的材料來彌補(bǔ)這一缺憾，而重量仍然不大。另外相對于其他的運(yùn)動(dòng)自行車的高級材料，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鋁材。和一般的普通鋁材相比，這些鋁材無論是在強(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)的鋁車架看起來都很粗獷。
鋁長時(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。近來為了謀求輕量，許多車架使用薄料來制作（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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