Изборът на материал за рамката

Текст версия: 1.0

преводача

Когато аз отивам да напише статия за свойствата на различни материали за рамки - намерени в Интернет на статия за Джон Олсън конструкция, изработен от различни материали. Открих, че е интересно и не противоречи на моите представи за силата (в края на краищата, аз съм по образование - специалист по силата и издръжливостта на структури на въздухоплавателни средства, е работил в продължение на няколко години в лабораторията на LA сила Kwai). Член Език изглежда очевидно за лаиците, че е голям плюс.

Честно казано, аз не потърси в Интернет превод на руски език (може би вече имате) и в превод на самата статия. Олсен подчерта голямата част от проблемите, които щях да напиша - Не виждам причина да се повтаря това, което вече е било написано и е, по мое мнение, е ясно, разумно и справедливо.

В статията не споменава приета сред експерти, термините "специфична якост" и "специфична твърдост" означава съотношението на стойностите на сила и твърдост на плътността на материала, и характеризират как материал издръжлив (или трудно) на единица тегло, но индиректно даде да се разбере, че тези характеристики са взети под внимание от дизайнери.

И още нещо - трябва да се разграничава, когато става дума за сила (скованост) на материала, а когато - на едни и същи структурни характеристики. В структурата (рамка), за да се увеличи здравината и твърдостта увеличаване на диаметъра на тръби, промяна на формата на напречното им сечение, се прилагат различни (включително променлива по тръба) дебелина на стената и т.н. - всички - за да компенсира липсата на свойствата на материалите. От друга страна, по-голям диаметър на тръбата е обикновено тежи повече от едни и същи, но с по-малък диаметър и от същия материал -, но много по-твърд тръба. Има и технологичните фактори не са разгледани в тази статия (лекота на работа, заваряване и т.н.), но оказват влияние върху избора на дизайнера.

Твърдостта, теглото и силата на рамки, определени от много фактори, само някои от които се определят изключително от свойствата на материала. Дизайнът на рамка, която е оптимална за един материал ще се различава от оптимума за друг, тъй като материалите се различават значително в сила, твърдост и плътност (тегло).

Повечето алуминиеви рамки имат дебелостенна тръба и завой наляво-надясно, когато се овърклок. Повечето рамки стоманени имат тънкостенна тръби с малък диаметър и видимо огънат под ускорение. Титанов и въглеродни влакна (карбон) на рамката са в средата между тях.

Опитните велосипедистите често са разделени на два лагера, привържениците на стоманени рамки критикуват излишната твърдост рамки алуминиеви и техните фенове заклеймява гъвкавостта на леки стоманени рамки. Ще обясним предимствата и недостатъците повечето материали за рамки и да ги сравните по графика, която отразява начина, по който са твърди от стомана.

Колко трудно е мотора?

Сравнение на твърдост (по отношение на стомана), за различни материали за рамки

Рейнолдс 853 легирана стомана

- Въглеродни влакна сплетен структура на епоксидна смола

Стоманата е трудно, но гъста (тежка). Леки рамки на адекватна твърдост и сила са изработени от тръби с относително малък диаметър, но стомана - Неподходящи материали за леки рамки или големи силни ездачи. Стоманени рамки nizkoprochnyh стомани (евтини) трябва да бъдат дебелостенни тръби, за да бъде достатъчно силен, а те са тежки. Силна стомана дава възможност за получаване на тънкостенни тръби, а след това намалява твърдост. Последните развития включват "въздух втвърдяващ" много стомана с висока якост, като Рейнолдс 853. (За разлика от повечето други видове стомани, въздух втвърдяващ стомана не придобият по-скоро, отколкото да загубят силата си, когато те се охлаждат след заваряване). Всички стомани имат същата твърдост, независимо от силата на - 853 не по-твърда от 1010 (nizkoprochnaya стомана).

Повечето стоманени сплави са много силни
Най-добър цялостен скованост
траен
стоманени сплави Air-гаси правят възможно ултра висока якост

Трябва да е тежка - материалното неподходящи за големи светли рамки
ръжда

Алуминиеви рамки могат да бъдат много твърди и леки, тъй като плътността на алуминий е много ниска, но тръби на рамката трябва да са по-големи в диаметър, за да се компенсира по-ниската концентрация. Днес, обаче, тези "tolstotrubnye" кадър - общ проект за висококачествени велосипеди. Последните подобрения включват добавката в елемент скандий сплав, което увеличава силата. Като цяло, алуминий - добър материал за твърди, леки рамки за водачите на всички размери. Това е - като един от двата материала, които са подходящи за нетрадиционни форми на рамки.

Три пъти по-плътни от стомана, позволява използването на голям ( "дебели") тръба
Лесно е на аеродинамична форма
Дори и евтини рамки могат да бъдат леки
Позволява лесно да се произвеждат за голяма рамка ездач
ръжда

Една трета до една втора от най-добрите стомани (може да се счупят)
тръби една трета от всяка твърдост на стоманата, изисква голям диаметър
Скромен сила умора
Не е лесно да ремонтира или възстановява
Голяма, тънка тръбичка е лесно да бъде повреден при инцидент

Titanium има отличен баланс на имоти да се създаде рамка и дава най-добрата комбинация от издръжливост и тегло. Титанови сплави, са два пъти по-силно, колкото стомана, но също така и половина по-малка плътност. Повечето титанови сплави са сравними по сила с най-силните стомани. Твърди Titanium рамка тръби изискват по-голям диаметър от сравнимата стоманени рамки, но не толкова голям диаметър, като алуминий. Titan - много устойчива на корозия и много лека конструкция може да се направи достатъчно твърд и достатъчно силен, за по-големи ездачи. Повечето титанови рамки - на 3Al / 2.5V сплав (3% Al / 2,5% ванадий, баланс - титан), въпреки че все повече се използва по-трайни сплав 6Al / 4V (6% Al / 4% ванадий, титан баланс).

Половината плътността на стомана, което прави най-лекия най-гъвкавата рамка
Точно както трайни, тъй като повечето стомани
Не корозия - не се изисква боядисване
Добри умора имоти
Тя позволява да се получат леки рамки за големи ездачи

Половината твърдост стомана (известен също като прекомерна гъвкавост)
Трудно е да се ремонтира и обработка
скъп

CFRP

индивидуалните въглеродни влакна са изключително здрави и трудни, но тези свойства са безполезни ако влакната не са подредени в строга структура и не свързани един с друг силен "лепило" (обикновено епоксидна смола). За разлика от метали, в който якост и твърдост са почти еднакви във всички посоки, композити от въглеродни влакна, може да се получи с висока якост и характеристики ригидност в тези области, където е необходимо (например, твърд отстрани и подвижен вертикално). Това - най-добрият материал за рамки на нетрадиционни форми, тъй като позволява да се отлее и определя неговите свойства като не метал (чрез създаване на многослойни структури с различно ориентирани влакна).

Докато лесно оформен в екзотични форми
Отлична устойчивост срещу умора
ръжда
Силата и твърдостта са контролирани на етапа на рамката
Ниската плътност и висока якост да позволи да се създаде една много лека и здрава конструкция

Много скъп материал
"Бомба" - ако продуктът е слабо проектирано или произведено (прекалено твърда или твърде гъвкав) - може да бъде "чувствителни" (податливи на счупване).