Які переваги та недоліки титанової велосипедної рами порівняно з іншими рамами?

В даний час сталь є найпоширенішим і найдовшим матеріалом у виробництві велосипедів. Технологія сталевих каркасів досить зріла. Завдяки оптимізації складу, передовому процесу термічної обробки та технології обробки стінка сталевої труби може досягти ідеальної товщини за умови забезпечення продуктивності. Перевагами сталевих рам є (1) хороша продуктивність обробки та зріла технологія. Сталева рама є рамою з найдовшою історією досліджень, і її технологія в усіх аспектах краща, ніж інші матеріали. Тому труднощів у проектуванні та виготовленні відносно мало. (2) Хороша продуктивність зварювання. У порівнянні з титаном, алюмінієм та іншими матеріалами з легких сплавів зварювання сталі має порівняно низькі вимоги до захисної атмосфери. Після зварювання, як правило, немає необхідності усувати дефекти в процесі зварювання за допомогою термічної обробки, що зменшує інвестиції в обладнання. (3) Хороші показники поглинання ударів. (4) Цінова перевага: порівняно з іншими матеріалами сталеві матеріали мають непохитну цінову перевагу з точки зору кількості виробника, кількості продукції, технології обробки та діапазону застосування. Недоліки сталевої рами: (1) легко іржавіє. У поточному застосуванні використовується сталева труба з тонкою стінкою. Якщо поверхнева антикорозійна обробка не застосована, корозія буде невеликою з часом, а вплив на механічні властивості рами також буде дуже великим. Тому перед доставкою необхідно розглянути можливість антикорозійної обробки сталевої рами. (2) Втома металу, викликана концентрацією напруги. Вплив цього фактора в основному припадає на зону термічного впливу зварювання. Залишкова напруга та поділ компонентів, що виникають під час процесу зварювання, певною мірою впливатимуть на механічні властивості матеріалу; Крім того, якщо домішки потрапляють у зварний шов під час зварювання, навколо домішок виникне концентрація напруги. (3) Вага рами. Незважаючи на те, що вага сталевої рами зменшується, а товщина стінки сталевої труби, яка використовується як рама, майже досягає межі, все ще існує певний розрив між сталевою рамою та деякими легкими рамами (особливо рамами з вуглецевого волокна) у застосуванні. поле.

Сам алюміній має такі переваги, як низька щільність, хороша пластичність, стійкість до корозії тощо. Після сплавлення з іншими металами механічні властивості значно покращаться. Більшість алюмінієвих сплавів, які використовуються у велосипедах, це серії 6000 (Al-Mg-Si) і серії 7000 (Al-Zn-Mg-Cu). Алюмінієві матеріали зазвичай нагрівають перед використанням, щоб покращити їх характеристики для задоволення потреб практичного застосування. Переваги рами з алюмінієвого сплаву: (1) З неї можна зробити легку раму. (2) Хороша стійкість до корозії в атмосферних умовах. Алюміній сам по собі є металом, який легко піддається корозії. Він негайно окислюється, якщо його помістити на повітря, і утворює дуже тонку оксидну плівку. Однак коли цей шар оксидної плівки накопичиться до певної міри, він захистить кузов від подальшої корозії. Недоліки рами з алюмінієвого сплаву: (1) Модуль пружності та жорсткість алюмінію низькі. Як правило, такі методи, як збільшення зовнішнього діаметра труби, використання плоскої труби або проведення термічної обробки алюмінієвої труби, застосовуються для мінімізації впливу нижчого модуля пружності на характеристики рами та адаптації до зміни напруги. під час використання. (2) Потрібна термічна обробка. Більшість алюмінієвих сплавів повинні пройти термічну обробку перед використанням (за винятком труби з алюмінієвого сплаву 7075), інакше міцність важко відповідати вимогам, а придбання обладнання для термічної обробки призведе до певного збільшення витрат на виробництво.

Матеріал CFRP означає, що вуглецеве волокно додається до матриці смоли як армуючої фази для утворення композиту. Через анізотропію вуглецевих волокон під час композитного процесу слід враховувати розташування та напрямок перекриття вуглецевих волокон. Порівняно з іншими матеріалами композити з вуглецевого волокна мають такі переваги: ​​(1) висока міцність і легкість. Міцність на розрив вуглецевого волокна вища, ніж у сталі, але щільність композитного матеріалу набагато нижча, ніж у алюмінієвого сплаву. Такі властивості, безсумнівно, очікувані як виробниками, так і користувачами. (2) Хороша амортизація. Завдяки чудовим характеристикам поглинання ударів його можна використовувати для виготовлення велосипедів без амортизаторів. (3) Інтегральне формування. Основний метод формування рами з вуглепластику полягає в заливці смоли у форму, вимощену вуглецевим волокном, для цілісного формування, тому з’єднання між рамами не розглядається. Недоліки рами з вуглецевого волокна: (1) Складний розрахунок напруги. Міцність на зсув вуглецевого волокна не дуже хороша. Тому під час обробки слід проводити складні розрахунки напруги, а вуглецеві волокна слід розташовувати відповідно до результатів, щоб отримати хорошу комбінацію властивостей. (2) Розмір не можна змінити після обробки та формування, і можна виготовити лише відповідну модель форми. Кожного разу, коли розробляється нова модель, необхідно спроектувати та виготовити іншу форму. (3) Старіння полімерної матриці. (4) Ціна висока.

Титановий сплав є високоефективним матеріалом, який використовується в аерокосмічній продукції та має відмінні властивості металевого матеріалу. В даний час він визнаний у всьому світі як найсучасніший і ідеальний матеріал для виробництва високоякісних велосипедів для різних видів спорту та відпочинку. Видатними характеристиками титанового сплаву є легкість, висока міцність, хороша еластичність, ударостійкість, хороші показники втоми, стійкість до корозії та відсутність іржі. Велосипедам, особливо гоночним автомобілям, потрібна мала вага, хороша жорсткість і хороші ударні характеристики. Легка вага може підвищити швидкість і зменшити фізичне споживання під час занять спортом на довгі дистанції; Велосипедна рама з хорошою жорсткістю сприяє перетворенню рушійної сили та покращує керованість; Велосипедна рама з хорошим поглинанням удару може краще зменшити удар від дороги, тим самим зменшуючи втому водія. Переваги титанового каркаса: (1) низька щільність і висока питома міцність. Вага титанового сплаву становить лише 50 відсотків від сталі, а його співвідношення міцності до ваги на 28,4 відсотка вище, ніж у хромомолібденової сталі. Межа втоми титанового сплаву вдвічі більша, ніж у сталі, і велосипеди з алюмінієвого сплаву не можна порівняти в цьому відношенні з велосипедними рамами з титанового сплаву після тривалого використання. Як матеріал із титанового сплаву високої міцності та низької щільності, який використовується для велосипедних рам, він не тільки зробить велосипедні рами легкими та міцними, але й зробить рами велосипедів більш довговічними. (2) Відсутність іржі. Титан не піддається корозії в загальному середовищі, тому при його використанні в якості конструкційного матеріалу додаткова антикорозійна обробка не потрібна.