Jaké jsou výhody a nevýhody titanového rámu kola ve srovnání s jinými rámy?

V současnosti je ocel nejpoužívanějším a nejdéle používaným materiálem v průmyslu výroby jízdních kol. Technologie ocelových rámů je poměrně vyspělá. Prostřednictvím optimalizace složení, pokročilého procesu tepelného zpracování a technologie zpracování může stěna ocelové trubky dosáhnout ideální tloušťky za předpokladu zajištění výkonu. Výhody ocelových rámů jsou (1) dobrý zpracovatelský výkon a vyspělá technologie. Ocelový rám je rám s nejdelší historií výzkumu a jeho technologie je ve všech ohledech lepší než u jiných materiálů. Proto existuje relativně málo obtíží při návrhu a výrobě. (2) Dobrý svařovací výkon. Ve srovnání s titanem, hliníkem a jinými materiály z lehkých slitin má svařování oceli relativně nízké požadavky na ochrannou atmosféru. Po svařování je obecně zbytečné odstraňovat vady svařovacího procesu tepelným zpracováním, což snižuje investice do zařízení. (3) Dobrá účinnost tlumení nárazů. (4) Cenová výhoda: ve srovnání s jinými materiály mají ocelové materiály neotřesitelnou nákladovou výhodu, pokud jde o množství výrobce, množství produktu, technologii zpracování a rozsah použití. Nevýhody ocelového rámu: (1) snadno rezaví. V současné aplikaci se používá ocelová trubka s tenkou stěnou. Pokud nebude aplikována povrchová antikorozní úprava, bude koroze časem malá, dopad na mechanické vlastnosti rámu také velmi velký. Proto je třeba před dodáním zvážit antikorozní úpravu ocelového rámu. (2) Únava kovů způsobená koncentrací napětí. Vliv tohoto faktoru spočívá především v tepelně ovlivněné zóně svařování. Zbytkové napětí a segregace součástí vznikající během procesu svařování do určité míry ovlivní mechanické vlastnosti materiálu; Navíc, pokud se během svařování do svaru dostanou nečistoty, dojde kolem nečistot ke koncentraci napětí. (3) Hmotnost rámu. Přestože hmotnost ocelového rámu klesá a tloušťka stěny ocelové trubky použité jako rám téměř dosahuje limitu, stále existuje určitá mezera mezi ocelovým rámem a některými lehkými rámy (zejména rámy z uhlíkových vláken) v aplikaci pole.

Hliník sám o sobě má výhody nízké hustoty, dobré plasticity, odolnosti proti korozi a tak dále. Po legování s jinými kovy se výrazně zlepší mechanické vlastnosti. Většina hliníkových slitin používaných v jízdních kolech je série 6000 (Al-Mg-Si) a série 7000 (Al-Zn-Mg-Cu). Hliníkové materiály se před použitím obvykle zahřívají, aby se zlepšil jejich výkon, aby vyhovovaly potřebám praktických aplikací. Výhody rámu z hliníkové slitiny: (1) Lze z něj vyrobit lehký rám. (2) Dobrá odolnost proti korozi v atmosférickém prostředí. Samotný hliník je kov, který snadno podléhá korozi. Po umístění na vzduch bude okamžitě oxidován a vytvoří velmi tenký oxidový film. Když se však tato vrstva oxidového filmu do určité míry nahromadí, ochrání tělo před další korozí. Nevýhody rámu z hliníkové slitiny: (1) Modul pružnosti a tuhost hliníku jsou nízké. Obecně se používají metody, jako je zvětšení vnějšího průměru trubky, použití ploché trubky nebo provedení tepelného zpracování na hliníkové trubce, aby se minimalizoval dopad nižšího modulu pružnosti na výkon rámu a přizpůsobily se změně napětí. během používání. (2) Vyžaduje se tepelné zpracování. Většina hliníkových slitin musí před použitím projít tepelným zpracováním (kromě trubky z hliníkové slitiny 7075), jinak je obtížné splnit požadavky na pevnost a nákup zařízení na tepelné zpracování povede do určité míry ke zvýšeným výrobním nákladům.

Materiál CFRP znamená, že uhlíkové vlákno je přidáno do pryskyřičné matrice jako vyztužující fáze pro vytvoření kompozitu. Vzhledem k anizotropii uhlíkových vláken je třeba během procesu kompozitu zvážit uspořádání a směr překrývání uhlíkových vláken. Ve srovnání s jinými materiály mají kompozity z uhlíkových vláken následující výhody: (1) vysoká pevnost a nízká hmotnost. Pevnost v tahu uhlíkových vláken je vyšší než u oceli, ale hustota kompozitního materiálu je mnohem nižší než u hliníkové slitiny. Takové vlastnosti bezesporu očekávají jak výrobci, tak uživatelé. (2) Dobré tlumení nárazů. Díky svému vynikajícímu výkonu tlumení nárazů je možné jej použít k výrobě jízdních kol bez tlumičů. (3) Integrální výlisek. Základní metodou tvarování CFRP rámu je nalití pryskyřice do formy vydlážděné uhlíkovými vlákny pro integrální tvarování, takže spojení mezi rámy není uvažováno. Nevýhody rámu z uhlíkových vláken: (1) Složitý výpočet napětí. Smyková pevnost uhlíkových vláken není příliš dobrá. Proto by měly být během zpracování prováděny komplexní výpočty napětí a uhlíková vlákna by měla být uspořádána podle výsledků, aby se získala dobrá kombinace vlastností. (2) Velikost nelze po zpracování a formování změnit a lze vyrobit pouze odpovídající model formy. Pokaždé, když je vyvinut nový model, musí být navržena a vyrobena další forma. (3) Stárnutí pryskyřičné matrice. (4) Cena je vysoká.

Titanová slitina je vysoce výkonný materiál používaný v leteckých výrobcích a má vynikající vlastnosti kovového materiálu. V současné době je mezinárodně uznáván jako nejpokročilejší a ideální materiál pro výrobu vysoce kvalitních kol pro různé sportovní a rekreační účely. Vynikající vlastnosti titanové slitiny jsou lehkost, vysoká pevnost, dobrá elasticita, odolnost proti nárazu, dobrý únavový výkon, odolnost proti korozi a nikdy nekorodují. Jízdní kola, zejména závodní auta, vyžadují nízkou hmotnost, dobrou tuhost a dobrý rázový výkon. Nízká hmotnost může zlepšit rychlost a snížit fyzickou spotřebu při sportech na dlouhé vzdálenosti; Rám jízdního kola s dobrou tuhostí přispívá k přeměně hnací síly a zlepšuje jízdní vlastnosti; Rám jízdního kola s dobrou absorpcí nárazů dokáže lépe omezit nárazy od vozovky a tím snížit únavu řidiče. Výhody titanového rámu: (1) nízká hustota a vysoká měrná pevnost. Hmotnost titanové slitiny je pouze 50 procent hmotnosti oceli a její poměr pevnosti k hmotnosti je o 28,4 procent vyšší než u chrom-molybdenové oceli. Mez únavy titanové slitiny je dvojnásobná oproti oceli a kola z hliníkové slitiny se v tomto ohledu po dlouhé době používání nedají srovnávat s rámy jízdních kol z titanové slitiny. Jako materiál z titanové slitiny s vysokou pevností a nízkou hustotou aplikovaný na rámy jízdních kol nejenže učiní rámy jízdních kol lehkými a pevnými, ale také učiní rámy jízdních kol odolnějšími. (2) Žádná rez. Titan nekoroduje v obecném prostředí, takže když je použit jako konstrukční materiál, není nutná žádná další antikorozní úprava.