Тој е многу лесен, но и исклучително кршлив.

Да се ​​најде вистинскиот материјал за рамка за велосипед е исклучително тешко. Затоа што што се подразбира под „нели“? Всушност нема одговор на ова прашање. Бидејќи бројот на различни мислења за материјалите на рамката и методите на градење е приближно ист со бројот на луѓе што возат велосипед. Овој напис има за цел да даде вовед во техничката позадина, да објасни некои технички термини и да ги воведе најчестите материјали за рамки.

За да може објективно да се споредат различните материјали, мора да се воведат одредени критериуми за да се направи споредба можна. Во велосипедските списанија, на пример. секогаш зборувајте за цврстина на истегнување. Сега ќе ги објаснам овие и другите вредности.

За да може да се испита јачината на материјалот, бил измислен тестот за истегнување. Името всушност кажува за што станува збор. (Често цилиндричен) примерок се раздвојува на двата краја сè додека не тресне. Машината за тестирање конструирана за оваа намена ја мери силата што е неопходна за да се искине примерокот. Бидејќи секој материјал се деформира додека не се расипе, деформацијата исто така се мери континуирано. Ако сега креирам дијаграм со овие вредности, изгледа, на пример. вака: (Растојанието обично се црта на x-оската, силата на y-оската.)

Од дијаграмот сега можете да прочитате дека еластичната деформација (т.е. да не остане трајна деформација) се протега само до точката на принос. Кога ќе се достигне цврстината на истегнување, материјалот веќе се деформирал неверојатно, што е прилично непожелно. Отпорноста на истегнување е повеќе од теоретско значење и е од мала корист за конструкцијата. Единицата на цврстина на истегнување и точка на принос е едноставно разгледување. Примерокот се одвојува со одредена сила, на материјалот се јавува напнатост. Силата е дадена во tутнс (Н). (Еден килограм е еднаков на 9,81 Н.) За да добијам валидна споредба, треба да ја разгледам силата преку пресекот. (= Напнатост) Значи: N/mmІ е единица на цврстина на истегнување или точка на принос. По достигнувањето на цврстината на истегнување, може да се забележи пад на силата или напнатост. Зошто? Пресекот на примерокот се намалува во одредена точка. (= Констрикција) Напнатоста преку пресекот продолжува да се зголемува, но бидејќи ова станува сè помалку, силата што е неопходна за да се деформира примерокот станува сè помала.

Сега знаеме што материјалот може да издржи максимум и кога ќе започне трајно да се деформира. (= од точката на принос). Ако ја измериме издолженоста по кршењето, знаеме и колку е тврд материјалот. Оваа вредност се нарекува издолжување при пауза (A) и се дава како процент од почетната должина. Оваа вредност е исто така важна бидејќи е неопходна за безбедност во случај на преоптоварување. Голема вредност гарантира дека на пр. управувачот не се расипува кога е преоптоварен, туку се деформира (трајно). Ова исто така го уништува управувачот, но избегнува сериозен пад.

Едно нешто што е уште поважно за рамката сè уште недостасува: цврстината, позната во технологијата како модул на еластичност (скратено Е-модул), што исто така може да се одреди од тестот на затегнување. Ригидноста е мерка за отклонување на материјал под оптоварување. Модулот на еластичност е зависен од материјалот, но скоро независен од легурата. Шипката направена од најевтиниот структурен челик е исто толку тврда како шипката направена од висококвалитетен челичен алат со исти димензии!

Напнатоста е сила на истегнување поврзана со почетниот пресек во секој момент од тестот на истегнување. Цврстина на истегнување е напонот што произлегува од максималната сила на истегнување поврзана со почетниот пресек. Точката на принос е напнатоста при која силата на истегнување останува иста или се намалува за прв пат со зголемување на издолжувањето. Издолжувањето е зголемување во однос на почетната должина. Вкочанетоста, модулот на еластичност, зависи само од материјалот, но не и од легурата.

Барања за материјалот на рамката - кои карактеристики на материјалот се важни за рамката за велосипед?

Вкочанетост: Ригидноста на рамката е веројатно една од најважните величини. Како сега можам да ја зголемам вкочанетоста? Од една страна, можам да користам материјал кој е инхерентно многу тврд, што значи дека има висок модул на еластичност. Од металите што се погодни за рамка за велосипед, челикот веројатно има најголем модул на еластичност, па затоа е најцврст материјал. Сепак, одлучувачки фактор за цврстината на цевката не е материјалот (модул на еластичност), туку дијаметарот. При пресметување на цврстината на цевката, на дијаметарот му се дава моќност од три. модулот на еластичност е само линеарен. Затоа алуминиумските рамки се значително поцврсти од челичните рамки. Ниската густина на алуминиум овозможува да се надујат цевките за да се зголеми цврстината. Но, зошто не можам да направам само челична цевка исто толку дебела? Причината е што тогаш ќе треба радикално да ја намалам дебелината на wallидот, ризикот од забување ќе биде преголем. (= Кола може да дејствува).

Јачина: Јачината на рамката е обично доволно висока, бидејќи класичната дијамантска рамка е веќе оптимизирана во однос на јачината. Се разбира, преоптоварувањето сè уште може да доведе до неуспех. За стабилна рамка, важно е да се користи дијамантски облик, проточни протоци и неколку врвови на стрес, т.е. чисти завари без засеци и чекори, како и разумна употреба на арматурни плочи и употреба на природна еластичност на материјалот и конструкцијата.

Нема рамка што може да издржи сè. Ако се случи преоптоварување - најмногу поради грешки при возење - компонентата треба да отстапи. Сè додека тоа се случува во еластичен опсег, возачот нема да го забележи тоа. Ако, сепак, компонента дава пластично, т.е се деформира, компонентата е оштетена. Пукнатините се лоши, се разбира, кои се јавуваат почесто кога се користи материјал со мала цврстина или компонентата е претходно оштетена, на пр. поради неисправни завари, неправилна обработка, неправилна конструкција, вдлабнатини или дупки. Типичниот „материјален дефект“ практично не постои. Сите материјали што се користат во конструкцијата на рамки може да се сметаат како ослободени од дефекти.

Јачина на замор: За рамки за велосипеди практично од никаква важност, но накратко објаснето: Сите метали континуирано губат сила поради оштетување на површината - микро-пукнатини. Само челик се смета за јачина на замор, бидејќи челикот повеќе не може да ја изгуби силата по одреден број на промени на оптоварувањето, но сите други метали можат. Овој број на промени во оптоварувањето се нарекува граница на замор. Сепак, тој е толку висок што не е ни интересен за возачите на трки.

Тежина: При изборот на рамка, здравиот разум е многу важен во овој поглед. Неверојатни тежини на рамката од 1300g и помалку повик за преглед. Секогаш треба да се има предвид следново: 1. Производителите готват само со вода. 2. Волшебството не постои. 3. Пополнувањата со хелиум носат максимум 10 грама и затоа не успеваат.;-)

Секој грам помалку обично чини или вкочанетост или јачина или и двете. Тегови кои се корисни за употреба на трки во XC (MTB Hardtail, RH: 48cm, прибл.): Челик: 1900-2000gr, алуминиум: 1800-1900gr; Титан: 1600-1800гр, јаглерод (во зависност од конструкцијата): 1500-1800гр

Заштита од корозија: Колку и да се убаво полираните алуминиумски рамки: Тие бараат многу грижа, бидејќи солената вода во форма на пот, изотонични пијалоци, ширење сол и сл. Го напаѓа и ослабува материјалот. (Странична белешка: AL-7075, кој не се користи во конструкција на рамки, мора да биде заштитен.) Затоа е неопходен третман на површина. Анодизирањето е многу убаво и функционално, но има две недостатоци: 1. Тој е многу штетен за околината. 2. Корозивниот хемиски претходен третман (мариноване) мора да се отстрани целосно (навистина целосно), бидејќи силата страда. Како што е познато, челикот 'рѓосува, па затоа мора да биде заштитен. И за двата материјали, челик и алуминиум, премазот во прав е најразумна опција. Титаниум е отпорен на корозија и не бара никаков површински третман. Карбонските рамки треба да имаат барем чист лак, бидејќи пластичната матрица сака да апсорбира вода и затоа губи малку од својата јачина.

Издолжување при пауза и јачина на удар: Која употреба е најцврстата и најцврстата рамка ако е скршена откако ќе се преврти? Јаглеродните рамки имаат вистински проблем: Поради малата еластичност на овој материјал, јаглеродната рамка се крши многу лесно при ударот, иако е доволно силна во однос на силата и цврстината! Ова може да се ублажи со поголеми димензии или со инкорпорирање на поостри влакна (Kevlar®).

Како треба да се изгради рамка? Ова секако е исто така прашање на вкус, само сакам да ги опишам важните карактеристики што прават добра рамка.

Конечно засилување на рамковните цевки: На краевите (споеви) на цевките потребно е да имате поголема јачина отколку во средината. Затоа цевките за рамки се засилени на краевите. Ова исто така честопати погрешно се нарекува заостанување. Прицврстувањата, гусите и сл. Не треба да бидат надвор од засилувачите. Најлошо би било гуса, што е точно на преминот од засилување во тенкиот среден дел. Рамката тогаш ќе биде помалку стабилна отколку без гуса!

Задник: Конифицирање значи дека цевката е конусна, односно промени во дијаметарот. Користете на пр. на задниот дел останува. Со челични и алуминиумски цевки, конечното засилување и закопчување исто така може да се комбинираат, со титаниум ова (сè уште) не се практикува од причини на цена.

Димензионирање на цевки: Како што веќе рековме, вкочанетоста се зголемува со третата моќност на дијаметарот на цевката. Затоа, логично е да се зголеми дијаметарот на цевката. Границите за ова лежат во дебелината на wallидот на цевката. - Опасност од токање видете ја следната точка. Најдобар пресек на цевки е обично кружна цевка. Правоаголните пресеци немаат никакви предности, честопати се полоши и потешки и се користат само како оптичко „подобрување“. Има смисла само да се овализира цевката таму доколку преовладуваат одредени насоки на сила и оптоварувања.

Опасност од токање: Ако ги сумирате досега споменатите карактеристики на дизајнот, ќе помислите дека многу најдобрата цевка со тенок wallид ќе биде најдобриот избор. Сепак, дебели, тенки ledидови цевки можат многу лесно да се закопчуваат - кока-кола може да има ефект. Затоа, мора да се внимава да се осигура дека дебелите на wallидовите на цевките не се премногу мали. За возачи кои сакаат да бидат на безбедна страна на есен, се препорачува следниов тест: Ставете ги двете раце на горната цевка, притиснете на место со двата палци. Внимавајте на одблесокот на светлината на цевката: Ако рефлектираната светлина опишува лак, тоа значи дека цевката е деформирана под притисок на палецот. Потоа може да се претпостави дека цевката е дизајнирана со мала дебелина на wallидот и е чувствителна на вдлабнатини.

Се разбира, тоа беше само мал дел од она што може да се каже за рамките. Би сакал да споменам уште една работа: апсолутно тест возење! Предметот на рамките е толку сложен што е невозможно да се проценат карактеристиките на ракување на рамката само од нејзиниот изглед. Човек може да филозофира со часови само за геометријата на рамката.

Најдоброто нешто што треба да се направи е да се позајмат различни рамки направени од различни материјали, а со тоа да се преклопат познатите, но тешки терени. Тоа, се разбира, не е секогаш можно, кој сака да обезбеди добра рамка?

Различните материјали во скратена форма

Челикот е веројатно најшироко користениот материјал. Челикот е достапен во многу различни легури. Легури на хром-молибден, како што се 25CrMo4 (во САД 4130) и многу ретко 34CrMo4 (САД 4135), што има малку поголема јачина, се чести во конструкцијата на рамката. Не'рѓосувачки челици исто така ретко се наоѓаат. Производителите на цевки од челични рамки вклучуваат: Танге, Рејнолдс, Тру Темпер, Колумбос. Само еден германски производител (Potte & Potthoff) нуди цевки од рамка отпорни на 'рѓа.

Предностите на челикот во краток преглед:

• висока јачина
• висока ригидност
• многу тежок
• Лесен за обработка
• ефтина суровина
• лесно може да се рециклира

неповолна положба

• висока густина (тешка)
• Заштита од корозија е неопходна
• Поради големата јачина, се произведуваат многу мали дебелини на wallидовите, што го зголемува ризикот од токање

придобивки

• мала густина
• лесно може да се рециклира

неповолна положба

• малку потешко да се работи од челик
• Заштита од корозија е неопходна
• Потребна е голема енергија во производството (животна средина)
• со ризик од пукање поради помалото издолжување при пауза

придобивки

• многу јако
• уште мала густина
• апсолутно отпорен на корозија
• благородна оптика

неповолна положба

• скапи
• тешко е да се работи со
• понискиот модул на еластичност треба да се компензира со конструкција
• бара многу енергија за производство

Кога се споменува магнезиум, тој секогаш е легури на магнезиум-алуминиум. Магнезиумот (со право) воопшто не се користи или само многу ретко како материјал од рамка. Тој е многу лесен, но и исклучително кршлив. Може да се стркала само во многу ограничена мерка, така што производството на цевки е скоро невозможно. Понатаму, магнезиумот мора да биде особено добро заштитен од корозија. Магнезиумот се користи само спорадично во секторот за велосипеди, со исклучок на вилушките за суспензија, каде цевките за натопување често се исфрлаат од овој материјал. Сепак, високиот степен на кршливост на магнезиумот е исто така проблем како завршен дел. Овој материјал се распаѓа без деформација, т.е. без предупредување. Осипувањата во вилушките за суспензија, особено, прво мора да бидат преголеми и второ да се истурат многу внимателно.

придобивки

• мала густина
• нешто поевтино од алуминиумските легури

неповолна положба

• многу кршливи
• Не може да се обработи во цевки (можно е само истурање)
• не може да се заварува
• многу чувствителни на корозија

Материјалот берилиум е само од теоретско значење. Тоа би бил апсолутно најидеалниот материјал меѓу металите. Берилиумот има густина на јаглеродни влакна (многу лесно!) Јачина на Ti3Al2.5V и цврстина на челик. Зарем не е фасцинантно? Зошто овој материјал не се користи сè повеќе? Како прво, тоа е прилично скапо, чини малку повеќе од високо квалитетни јаглеродни влакна. Исто така е отровно. Ова ги зголемува трошоците за обработка (здравје и безбедност при работа) и го прави неопходен добар површински третман. Исто така е тешко да се работи. Закопчување или крајно засилување дури не е споменато, а заварувањето сè уште не е можно, берилиумот треба да се залепи во ракави (претежно направен од алуминиум).

придобивки

• многу лесно
• висока ригидност
• добра сила

неповолна положба

• Страшно
• токсичен
• тешко е да се работи со

Јаглерод, пластика армирана со јаглеродни влакна, CFRP

Забелешка: Овој принцип на минимизирање на стресот се применува насекаде и со секој материјал. Затоа, уметнички гарнитури (како на пр.), Чудаци, слични на бандаж, имаат смисла во изложбата како изложбен објект.

Различните зајакнувачки влакна се користат во три основни форми: како влакно или сноп од паралелни влакна (ровинг), како ткаени ткаенини и плетенки во нивните различни форми и како ненасочни душеци или случајни влакна (само стаклени влакна). Во прилог на споменатите карпи, постојат и предива и конци кои се создаваат со извртување на индивидуални или повеќе нишки за предење. Извртувањето создава отпорна, цврсто врзана нишка што лесно може да се преработи во текстил (на пример, ткаење). Нишки: Нишки или снопови од паралелни влакна се нарекуваат рови, или ако се релативно тенки, конци или предиво. Индивидуалните влакна во ровинг или конец, кои имаат дијаметар од приближно 5-15 μm за стакло, приближно 7-10 μm за јаглерод и приближно 12 μm за Kevlar®, се нарекуваат елементни влакна или нишки. Бројот на нишки ја означува дебелината или тежината на метар од роверот или конецот.

Јаглеродните влакна се достапни во широк спектар на дизајни и квалитети. Класите со понизок квалитет обично се користат во конструкцијата на рамки, бидејќи јаглеродните влакна со висока цврстина со приближно 3000 ATS/kg се едноставно премногу скапи. Но, дури и јаглеродните влакна со нормална цврстина се уште се многу привлечни поради нивната мала густина. Јаглеродните влакна се многу кршливи, така што рамките или другите компоненти се, на пример. Арамидни влакна (= Kevlar®) додадени на кормилото, кои имаат поголема издолжување на паузата и затоа не се кршат веднаш.

придобивки

• многу јако
• крути
• светло
• привлечен изглед

неповолна положба

• многу кршливи
• скапи
• тешко е да се процесира
• тешко се димензионира

Арамидните влакна се мешаат со јаглеродни влакна со цел да се зголеми јачината на кршење и отпорноста на ударот на компонентата. Арамидните влакна може да се препознаат по нивната жолта боја. Како материјал од рамка, овие влакна не се многу привлечни поради нивниот сооднос цена/јачина.

Метал матрикс композит, ММЦ

Овој материјал всушност припаѓа на алуминиум, но исто така и на материјали засилени со влакна. Едноставно затоа што влакната или честичките се вметнуваат во алуминиумска матрица за засилување. Пред неколку години две компании ги претставија своите производи: Специјализиран со рамка засилена со честички (честички од алуминиум оксид), Унивега со возило засилено со бор-влакна. Јачината на алуминиумот е тешко подобрена, но вкочанетоста е подобрена до 30% според производителот. Сепак, овие рамки повторно исчезнаа од пазарот.

придобивки

• мала густина (= алуминиум)
• многу вкочанет

неповолна положба

• уште потешко се заварува од алуминиумот
• не може да се рециклира
• инаку види алуминиум

---