Mitkä ovat titaanisen polkupyörärungon edut ja haitat muihin runoihin verrattuna?

Teräs on tällä hetkellä eniten käytetty ja pisimpään käytetty materiaali polkupyörien valmistusteollisuudessa. Teräsrunkojen tekniikka on melko kypsä. Koostumuksen optimoinnin, edistyneen lämpökäsittelyprosessin ja käsittelytekniikan ansiosta teräsputken seinämä voi saavuttaa ihanteellisen paksuuden suorituskyvyn takaamisen edellytyksenä. Teräsrunkojen etuja ovat (1) hyvä prosessointikyky ja kypsä tekniikka. Teräsrunko on pisimmän tutkimushistorian omaava runko, jonka tekniikka on kaikilta osin muita materiaaleja parempi. Siksi suunnittelussa ja valmistuksessa on suhteellisen vähän vaikeuksia. (2) Hyvä hitsausteho. Titaaniin, alumiiniin ja muihin kevytseosmateriaaleihin verrattuna teräshitsauksella on suhteellisen alhaiset suojailman vaatimukset. Hitsauksen jälkeen hitsausprosessin vikoja ei yleensä ole tarpeen poistaa lämpökäsittelyllä, mikä vähentää laiteinvestointeja. (3) Hyvä iskunvaimennuskyky. (4) Hintaetu: muihin materiaaleihin verrattuna teräsmateriaaleilla on horjumaton kustannusetu valmistajan määrän, tuotemäärän, käsittelyteknologian ja käyttöalueen suhteen. Teräsrungon haitat: (1) helppo ruostua. Nykyisessä sovelluksessa käytetään ohutseinäistä teräsputkea. Jos pinnan korroosionestokäsittelyä ei käytetä, korroosio on ajallisesti pientä ja vaikutus rungon mekaanisiin ominaisuuksiin on myös erittäin suuri. Siksi teräsrungon korroosionestokäsittely ennen toimitusta on harkittava. (2) Rasituskeskittymän aiheuttama metallin väsyminen. Tämän tekijän vaikutus on pääasiassa hitsauslämmön vaikutusalueella. Hitsausprosessin aikana syntyvä jäännösjännitys ja komponenttien erottuminen vaikuttavat jossain määrin materiaalin mekaanisiin ominaisuuksiin; Lisäksi jos hitsaukseen pääsee epäpuhtauksia hitsauksen aikana, epäpuhtauksien ympärille muodostuu jännityskeskittymiä. (3) Rungon paino. Vaikka teräsrungon paino pienenee ja runkona käytetyn teräsputken seinämän paksuus on lähes rajansa saavuttamassa, teräsrungon ja joidenkin kevyiden runkojen (erityisesti hiilikuiturunkojen) välillä on edelleen tietty rako. ala.

Alumiinilla itsessään on alhainen tiheys, hyvä plastisuus, korroosionkestävyys ja niin edelleen. Muiden metallien kanssa seostuksen jälkeen mekaaniset ominaisuudet paranevat merkittävästi. Useimmat polkupyörissä käytetyt alumiiniseokset ovat 6000-sarjaa (Al-Mg-Si) ja 7000-sarjaa (Al-Zn-Mg-Cu). Alumiinimateriaalit kuumennetaan yleensä ennen käyttöä niiden suorituskyvyn parantamiseksi vastaamaan käytännön sovellusten tarpeita. Alumiiniseosrungon edut: (1) Siitä voidaan tehdä kevyt runko. (2) Hyvä korroosionkestävyys ilmakehän ympäristöissä. Alumiini itsessään on metalli, joka syöpyy helposti. Se hapettuu välittömästi, kun se asetetaan ilmaan ja muodostaa erittäin ohuen oksidikalvon. Kuitenkin, kun tämä oksidikalvokerros kerääntyy jossain määrin, se suojaa kehoa lisäkorroosiolta. Alumiiniseosrungon haitat: (1) Alumiinin kimmomoduuli ja jäykkyys ovat alhaiset. Yleensä menetelmiä, kuten putken ulkohalkaisijan suurentamista, litteän putken käyttämistä tai alumiiniputken lämpökäsittelyä käytetään minimoimaan alemman kimmomoduulin vaikutus rungon suorituskykyyn ja mukautumaan jännityksen muutokseen. käytön aikana. (2) Lämpökäsittely vaaditaan. Useimmat alumiiniseokset on lämpökäsiteltävä ennen käyttöä (paitsi 7075 alumiiniseosputki), muuten lujuus on vaikea täyttää vaatimukset ja lämpökäsittelylaitteiden hankinta johtaa jossain määrin tuotantokustannusten nousuun.

CFRP-materiaali tarkoittaa, että hiilikuitua lisätään hartsimatriisiin vahvistusfaasina komposiitin muodostamiseksi. Hiilikuitujen anisotropian vuoksi hiilikuitujen sijoittelu ja limityssuunta tulee ottaa huomioon komposiittiprosessin aikana. Muihin materiaaleihin verrattuna hiilikuitukomposiiteilla on seuraavat edut: (1) korkea lujuus ja kevyt. Hiilikuidun vetolujuus on korkeampi kuin teräksen, mutta komposiittimateriaalin tiheys on paljon pienempi kuin alumiiniseoksen. Tällaisia ​​ominaisuuksia epäilemättä odottavat sekä valmistajat että käyttäjät. (2) Hyvä iskunvaimennus. Erinomaisen iskunvaimennuksen ansiosta siitä voidaan valmistaa polkupyöriä ilman iskunvaimentimia. (3) Integroitu muovaus. CFRP-rungon perusmuovausmenetelmänä on kaada hartsi hiilikuidulla päällystettyyn muottiin integraalimuotoilua varten, joten kehysten välistä yhteyttä ei huomioida. Hiilikuiturungon haitat: (1) Monimutkainen jännityslaskenta. Hiilikuidun leikkauslujuus ei ole kovin hyvä. Siksi käsittelyn aikana tulisi tehdä monimutkaisia ​​jännityslaskelmia ja järjestää hiilikuidut tulosten mukaan hyvän ominaisuuksien yhdistelmän saamiseksi. (2) Kokoa ei voida muuttaa käsittelyn ja muovauksen jälkeen, ja vain vastaava muotin malli voidaan valmistaa. Joka kerta kun uusi malli kehitetään, on suunniteltava ja valmistettava toinen muotti. (3) Hartsimatriisin vanheneminen. (4) Hinta on korkea.

Titaaniseos on korkean suorituskyvyn materiaali, jota käytetään ilmailutuotteissa ja sillä on erinomaiset metallimateriaalin ominaisuudet. Se on tällä hetkellä kansainvälisesti tunnustettu edistyneimmäksi ja ihanteelliseksi materiaaliksi korkealaatuisten polkupyörien valmistukseen erilaisiin urheilu- ja vapaa-ajan tarkoituksiin. Titaaniseoksen erinomaiset ominaisuudet ovat kevyt, korkea lujuus, hyvä elastisuus, iskunkestävyys, hyvä väsymiskyky, korroosionkestävyys ja ei koskaan ruostu. Polkupyörät, erityisesti kilpa-autot, vaativat keveyttä, hyvää jäykkyyttä ja hyvää iskunkestävyyttä. Kevyt paino voi parantaa nopeutta ja vähentää fyysistä kulutusta pitkän matkan urheilun aikana; Hyvän jäykkyyden omaava polkupyörän runko edistää käyttövoiman muuntamista ja parantaa käsittelykykyä; Hyvän iskunvaimennuskyvyn omaava polkupyörän runko voi paremmin vähentää tieltä tulevaa iskua, mikä vähentää kuljettajan väsymystä. Titaanikehyksen edut: (1) alhainen tiheys ja korkea ominaislujuus. Titaaniseoksen paino on vain 50 prosenttia teräksen painosta, ja sen lujuus-painosuhde on 28,4 prosenttia korkeampi kuin kromi-molybdeeniteräksen paino. Titaaniseoksen väsymisraja on kaksinkertainen teräksen väsymisrajaan verrattuna, eikä alumiiniseosta valmistettuja polkupyöriä voida tässä suhteessa verrata titaaniseoksesta valmistettuihin polkupyörien runkoihin pitkän käytön jälkeen. Koska se on erittäin luja ja matalatiheyksinen titaaniseosmateriaali, jota käytetään polkupyörän rungoissa, se ei ainoastaan ​​tee polkupyörän rungoista kevyitä ja vahvoja, vaan myös tekee polkupyörän rungoista kestävämpiä. (2) Ei ruostetta. Titaani ei ruostu yleisessä ympäristössä, joten kun sitä käytetään rakennemateriaalina, lisäkorroosionestokäsittelyä ei tarvita.