مزایا و معایب قاب دوچرخه تیتانیومی در مقایسه با سایر قاب ها چیست؟

در حال حاضر فولاد پرمصرف ترین و پرمصرف ترین ماده در صنعت ساخت دوچرخه است. فن آوری قاب های فولادی کاملاً بالغ است. از طریق بهینه سازی ترکیب، فرآیند عملیات حرارتی پیشرفته و فن آوری پردازش، دیواره لوله لوله فولادی می تواند تحت فرض اطمینان از عملکرد به ضخامت ایده آل برسد. مزایای قاب های فولادی (1) عملکرد پردازش خوب و فناوری بالغ است. اسکلت فولادی اسکلتی با طولانی ترین سابقه تحقیقاتی است و تکنولوژی آن از همه لحاظ بهتر از سایر مصالح است. بنابراین، مشکلات نسبتا کمی در طراحی و ساخت وجود دارد. (2) عملکرد جوش خوب. در مقایسه با تیتانیوم، آلومینیوم و سایر مواد آلیاژی سبک، جوشکاری فولاد نیازهای نسبتاً کمی برای یک جو محافظ دارد. پس از جوشکاری، به طور کلی رفع عیوب در فرآیند جوشکاری از طریق عملیات حرارتی غیر ضروری است که باعث کاهش سرمایه گذاری در تجهیزات می شود. (3) عملکرد جذب شوک خوب. (4) مزیت قیمت: در مقایسه با سایر مواد، مواد فولادی از نظر کمیت سازنده، کمیت محصول، فناوری پردازش و محدوده کاربرد دارای مزیت هزینه غیرقابل تزلزلی هستند. معایب قاب فولادی: (1) زنگ زدگی آسان. لوله فولادی با دیواره نازک در کاربرد فعلی استفاده می شود. اگر عملیات ضد خوردگی سطح اعمال نشود، خوردگی در زمان کم خواهد بود و تاثیر آن بر خواص مکانیکی قاب نیز بسیار زیاد خواهد بود. بنابراین، درمان ضد خوردگی قاب فولادی قبل از تحویل باید در نظر گرفته شود. (2) خستگی فلزات ناشی از تمرکز استرس. تأثیر این عامل عمدتاً در ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری نهفته است. تنش پسماند و تفکیک اجزای تولید شده در طول فرآیند جوشکاری تا حدی بر خواص مکانیکی مواد تأثیر می‌گذارد. به علاوه اگر در حین جوشکاری ناخالصی وارد جوش شود، تمرکز تنش در اطراف ناخالصی ها ایجاد می شود. (3) وزن قاب. اگرچه وزن اسکلت فولادی در حال کاهش است و ضخامت دیواره لوله فولادی مورد استفاده به عنوان قاب تقریباً به حد مجاز می رسد، هنوز فاصله مشخصی بین قاب فولادی و برخی از قاب های سبک (به ویژه قاب های فیبر کربنی) در کاربرد وجود دارد. رشته.

آلومینیوم خود دارای مزایای چگالی کم، پلاستیسیته خوب، مقاومت در برابر خوردگی و غیره است. پس از آلیاژ شدن با فلزات دیگر، خواص مکانیکی به طور قابل توجهی بهبود می یابد. بیشتر آلیاژهای آلومینیومی که در دوچرخه ها استفاده می شوند، سری 6000 (Al-Mg-Si) و سری 7000 (Al-Zn-Mg-Cu) هستند. مواد آلومینیوم معمولاً قبل از استفاده گرم می شوند تا عملکرد آنها برای رفع نیازهای کاربردهای عملی بهبود یابد. مزایای قاب آلیاژ آلومینیوم: (1) می توان آن را به یک قاب سبک تبدیل کرد. (2) مقاومت در برابر خوردگی خوب در محیط های جوی. خود آلومینیوم فلزی است که به راحتی خورده می شود. هنگامی که در هوا قرار می گیرد بلافاصله اکسید می شود و یک فیلم بسیار نازک اکسید تشکیل می دهد. با این حال، هنگامی که این لایه از فیلم اکسید تا حد معینی جمع می شود، از بدن در برابر خوردگی بیشتر محافظت می کند. معایب قاب آلیاژ آلومینیوم: (1) مدول الاستیک و سفتی آلومینیوم کم است. به طور کلی، روش هایی مانند بزرگ کردن قطر خارجی لوله، استفاده از یک لوله مسطح، یا انجام عملیات حرارتی روی لوله آلومینیومی برای به حداقل رساندن تاثیر مدول الاستیک پایین تر بر عملکرد قاب و انطباق با تغییر تنش اتخاذ می شود. در طول استفاده (2) عملیات حرارتی مورد نیاز است. اکثر آلیاژهای آلومینیوم باید قبل از استفاده تحت عملیات حرارتی قرار گیرند (به جز لوله آلیاژ آلومینیوم 7075)، در غیر این صورت، استحکام برای برآورده کردن الزامات دشوار است و خرید تجهیزات عملیات حرارتی منجر به افزایش هزینه های تولید تا حدودی می شود.

مواد CFRP به این معنی است که فیبر کربن به ماتریس رزین به عنوان یک فاز تقویت کننده برای تشکیل یک کامپوزیت اضافه می شود. با توجه به ناهمسانگردی الیاف کربن، آرایش و جهت همپوشانی الیاف کربن در فرآیند کامپوزیت باید در نظر گرفته شود. در مقایسه با سایر مواد، کامپوزیت های فیبر کربن دارای مزایای زیر هستند: (1) استحکام بالا و سبک وزن. استحکام کششی فیبر کربن بالاتر از فولاد است، اما چگالی مواد کامپوزیت به مراتب کمتر از آلیاژ آلومینیوم است. چنین ویژگی هایی بدون شک مورد انتظار تولید کنندگان و کاربران است. (2) جذب شوک خوب. با عملکرد عالی در جذب ضربه، می توان از آن برای ساخت دوچرخه های بدون ضربه گیر استفاده کرد. (3) قالب گیری یکپارچه. روش اصلی شکل دهی یک قاب CFRP این است که رزین را در قالبی که با فیبر کربن سنگ فرش شده است برای فرم دهی یکپارچه ریخته می شود، بنابراین اتصال بین قاب ها در نظر گرفته نمی شود. معایب قاب فیبر کربن: (1) محاسبه تنش پیچیده. استحکام برشی فیبر کربن خیلی خوب نیست. بنابراین، محاسبات تنش پیچیده باید در طول پردازش انجام شود و الیاف کربن باید بر اساس نتایج مرتب شوند تا ترکیب خوبی از خواص به دست آید. (2) اندازه را نمی توان پس از پردازش و قالب گیری تغییر داد و فقط می توان مدل مربوط به قالب را تولید کرد. هر بار که یک مدل جدید تولید می شود، باید قالب دیگری طراحی و ساخته شود. (3) پیری ماتریس رزین. (4) قیمت بالا است.

آلیاژ تیتانیوم یک ماده با کارایی بالا است که در محصولات هوافضا استفاده می شود و خواص مواد فلزی بسیار خوبی دارد. در حال حاضر در سطح بین المللی به عنوان پیشرفته ترین و ایده آل ترین ماده برای تولید دوچرخه های درجه یک برای اهداف مختلف ورزشی و تفریحی شناخته شده است. ویژگی های برجسته آلیاژ تیتانیوم سبک وزن، استحکام بالا، الاستیسیته خوب، مقاومت در برابر ضربه، عملکرد خستگی خوب، مقاومت در برابر خوردگی و هرگز زنگ زدگی نیست. دوچرخه ها، به خصوص اتومبیل های مسابقه ای، به وزن سبک، استحکام خوب و عملکرد ضربه ای خوب نیاز دارند. وزن سبک می تواند سرعت را بهبود بخشد و مصرف بدنی را در طول ورزش های طولانی مدت کاهش دهد. قاب دوچرخه با استحکام خوب برای تبدیل نیروی محرکه کمک می کند و عملکرد هندلینگ را بهبود می بخشد. قاب دوچرخه با جذب ضربه خوب می تواند ضربه های جاده را بهتر کاهش دهد و در نتیجه خستگی راننده را کاهش دهد. مزایای قاب تیتانیوم: (1) چگالی کم و استحکام ویژه بالا. وزن آلیاژ تیتانیوم تنها 50 درصد وزن فولاد است و نسبت استحکام به وزن آن 28.4 درصد بیشتر از فولاد کروم-مولیبدن است. حد خستگی آلیاژ تیتانیوم دو برابر فولاد است و دوچرخه های آلیاژ آلومینیوم را نمی توان از این نظر با قاب دوچرخه های آلیاژ تیتانیوم پس از مدت زمان استفاده مقایسه کرد. به عنوان یک ماده آلیاژ تیتانیوم با استحکام بالا و چگالی کم که روی قاب دوچرخه اعمال می شود، نه تنها قاب دوچرخه را سبک و محکم می کند، بلکه قاب دوچرخه را بادوام تر می کند. (2) بدون زنگ زدگی تیتانیوم در محیط عمومی خورده نمی شود، بنابراین زمانی که از آن به عنوان یک ماده ساختاری استفاده می شود، نیازی به عملیات ضد خوردگی اضافی نیست.