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碳纤维自行车的优点和缺点

发布日期:2022-09-06 点击次数:60

       碳纤维自行车(Carbon Bike)主要是中高档的竞赛用自行车,作为新兴材料,碳纤维主要应用于车架(碳架)、前叉、轮组(碳刀车圈)等。制造材料:自行车的材料有已往使用的铬钼钢以外、碳纤维材料还有铝、钛、碳纤、镁等不断出现新材料。

碳纤维 (CFRP)

        碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性。它比重不到钢的1/4,但强度却非常强。而且其耐蚀性出类拔萃,是新一代增强纤维。碳纤维广泛用于民用、军用、建筑、航天以及超级跑车领域。

碳纤维自行车


1.碳纤维自行车车架优点

       碳纤维车架的特征是「轻、钢性好、冲击吸收性好」,但是,充分发挥碳纤维的优异性能,在技术上看起来不是那么容易,各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题,不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。虽然存在上述的现实问题,但是碳纤维车架还是具有其他素材所没有的优点,可以制造8、9kg左右的轻量自行车,这种碳纤维轻量自行车,登坡时最能体现其优点,登坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金车架,登坡时感到有一种向后拉的力量。


(1)可以制作重量轻的车架

       碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻,这是它的密度和强的拉伸强度构成的。

(2)冲击吸收性好

       碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿,或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能,制作不用避震器的自行车。各个厂家之间的品质差异较大,有的很硬,因此这种车架乘骑后才能知道好或者不好。

(3)可以制造各种形状的车架

      碳纤维的基本成型方法是,在模具上铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制成各种形状的车架,如TREK的Y车架。


碳纤维自行车


2.碳纤维车架缺点

(1)复杂的应力计算

       构成碳纤维车架的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。加工技术各厂家各异,应选择有经验而可靠厂家的制品是很重要的。

(2)难于更改尺寸

      由于作好模具后成型,难于更改尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。

(3)老化

     使用树脂因此会不会老化?这是一个存在的课题,它放置在阳光下时会逐渐变白。当然这种现象关系到厂家的技术。最好不要放置在阳光下


3.碳纤维自行车的种类

全碳:所有的碳纤维自行车配件全部采用碳纤维材料。

半碳:很多自行车采用铝合金+碳纤维来制造。比如一个车架,可能上管会采用碳而其它部位则铝合金,前叉臂用碳纤维,前叉管用铝合金制造,这样的就可以说是半碳的。

包碳:有些车架、车把、把立、曲柄、前叉、坐杆等配件,厂家用铝合金制作,然后在表层包了一层碳布,这就是包碳的东西。

4.碳纤维自行车和环境的关系

 ;      碳纤维含有树脂因此也可以说耐酸。但是对碳纤维来说应多考虑内在因素,它用树脂因此树脂老化的可能性是存在的。碳纤维制自行车不使用时应该避开阳光,日光和环境的温度对它的影响最大。