CândProducători de biciclete de muntelaunch new models, they often emphasize the new model's improved stiffness, weight, comfort or aerodynamic performance. Of these parameters, stiffness is the most important, which is the key factor in making a bike as efficient as possible in force transmission. However, there are many details hidden under the general concept of stiffness.
Among the many selling points that mountain bike manufacturers mention in order to sell their products, "increased stiffness" always appears. This is actually a parameter that many people talk about but few people understand what it really means. However, just like the weight of the bicycle, many people overestimate the role of increased stiffness. Stiffness is not necessarily stronger.
Ce este rigiditatea
Înainte de a începe să analizăm ce înseamnă acest parametru, primul lucru de făcut este să clarificăm ce rigiditate este . în funcție de definiția utilizată în mod obișnuit în inginerie, rigiditatea este capacitatea unui element structural (în cazul unei biciclete, cadrul) pentru a rezista deformării cauzate de aplicarea forțelor externe .}}}
De aceea, atunci când vorbim despre rigiditate, majoritatea oamenilor se gândesc imediat la forța pe care o aplicăm pedalelor și cât de mult se deformează cadrul lateral cu fiecare lovitură de pedală .
Cu toate acestea, aceasta este doar una dintre forțele care afectează cadrul și alte forțe, cum ar fi efectele forței centrifuge la viraje, reacția la denivelările din drum și alte nereguli întâlnite pe drum, nu sunt adesea luate în considerare .}
Inginerii care dezvoltă biciclete trebuie să țină cont de toate aceste aspecte pentru a obține nu numai o producție extrem de puternică a bicicletei, dar și capacitatea corectă de absorbție a impactului, făcând în același timp întreaga bicicletă cât mai ușoară .
Prin urmare, atunci când vorbim despre rigiditatea cadrului, trebuie să -l evaluăm în diferite domenii ale cadrului, astfel încât veți constata că acest parametru este mai interesant decât celălalt .
In simple terms, achieving the highest possible rigidity is not a problem. Simply stacking the materials, especially if the raw materials have a high tensile strength, will result in a more rigid structure. In addition to the material, the cross-section of the tube is also important. The larger the cross-section, the greater the rigidity. But the side effect is that the weight will crește inevitabil .
The arrangement of the carbon fibers is of course also very important. The current mainstream method relies on different arrangements of unidirectional fibers, which are characterized by high rigidity in the direction of the fiber arrangement, but very little rigidity in the direction perpendicular to the fiber. This makes it possible for engineers to achieve corresponding uses in different areas of the frame depending on how each fiber cloth is poziționat .
Obținerea unei potriviri perfecte necesită o muncă de calcul foarte complexă, care, din fericire, este realizată de ingineri în secolul XXI, în principal pe computere de înaltă performanță folosind software de analiză a elementelor finite (FEA), care permite inginerilor să genereze sute de cadre virtuale și să simuleze răspunsul lor la diferite forțe aplicate .
Obiectivul de proiectare a cadrului este de a obține echilibrul și de a adăuga rigiditate numai acolo unde este necesar . în acest scop, definim mai multe tipuri de rigiditate în cadrele de biciclete .
Pedalare rigidă - rigiditate laterală
First, the one we usually consider the most is lateral stiffness, which is measured in their labs by applying a load to the bottom bracket to simulate the forces applied by pedaling. This stiffness mainly measures the℃to which the bottom bracket area deforms every time our legs step on the cranks. Interestingly, lateral stiffness must be as high as possible, because by minimizing lateral displacement, Forța vectorială pe care o generăm poate fi forța maximă transmisă roții din spate .
În plus, triunghiul din spate trebuie să fie, de asemenea, suficient de rigid pentru a nu se deforma atunci când lanțul transmite forță în spate .
Acesta este parametrul pe care recenzorii de biciclete încearcă să evalueze cât de ușor se poate accelera rapid o bicicletă, iar această performanță este deosebit de importantă pentru alpinisti și sprinteri care cer ca bicicleta să poată menține în continuare puterea deplină atunci când lansează un atac sau se confruntă cu un sprint de grup mare . Cu toate acestea, la viteze de croazieră, majoritatea cadrelor de pe piață se pot spune că este foarte eficient, deoarece ieșirea de putere este mai mult stabilită pe piață entuziaști .
Pentru a atinge obiectivul rigidității bracket -ului de jos lateral înalt, producătorii de biciclete s -au angajat să selecteze paranteze mai largi de jos și 30 mm manivele . Chanel -urile sunt, de asemenea, adesea foarte groase, în special pe laturile lor, dar nu sunt prea groase pentru a evita compatibilitatea cu roata din spate {{2} # Pe partea de acționare și partea non-drive . diferite aranjamente de fibre de carbon sunt de asemenea utilizate pentru a maximiza acest efect .
Controlul preciziei - rigiditate torsională
Un parametru mai important, dar mai puțin menționat, este rigiditatea torsională . Acest lucru definește cât de mult se răsucește cadrul sub diferite forțe . Această răsucire afectează alinierea roților din față și spate și, prin urmare
Atunci când se îndreaptă cu viteză mare, bicicleta aplică forță centripetă la interiorul curbei, ceea ce creează o forță centrifugă care tinde să ne mute din curba . datorită diferențelor în structura furculiței și a triunghiului din spate, forțele de pe front și reacții nu sunt aceleași, care determină ca Wheels să fie greșit în partea roților lor în mișcare {{1
For the rider, we would describe this as imprecise handling. Basically, when the rider draws a line in the corner like a paintbrush, the bike does not give you the tight response you want. On the contrary, when a bike performs well in this parameter, it is not only easy to draw a curve, but also with a simple movement, you can point the bike to the center of the bend, and after cutting through the Centrul Bend, îți corectează treptat unghiul longitudinal al curbului cu o progresie foarte uniformă, iar reacția la schimbările bruște în direcția din față a bicicletei în linia de viraje va fi, de asemenea, mai rapidă . în general, întregul control de colț va deveni ușor și direct, iar nu va exista niciun sentiment lent al acelor modele mai puțin rigide .}}}}}}} nu va exista niciun fel
Pentru a împiedica rama să se răsucească cu ușurință, producătorii consolidează de obicei corpul furcii și folosesc un tub de direcție mai mare . De fapt, rulmentul căștilor a crescut de la an la an, de la tradiționalul 1 inch până la 1 . 5 inch, care este adesea văzut în bolul inferior . Acesta este, de asemenea, motivul pentru care este, de asemenea, motivul pentru care se află în jos, de asemenea, din cauza faptului că este din ce în ce mai mare, deoarece este din cauza faptului că este de necesară, deoarece este din cauza faptului că este de necesară, deoarece este din cauza faptului că este din cauza faptului că centrul de biciculă este de asemenea, din cauza faptului că este din motivul de jos, deoarece este din cauza faptului că este din ce în ce mai mare, deoarece este din cauza faptului că centrul de jos al unui bicicl este, de asemenea Partea principală de susținere a structurii cadrului.
But there is another aspect to consider. It is that lateral and torsional stiffness must be balanced to give the frame the best performance without any compromise. On the other hand, too much lateral stiffness at the front and rear axles can make the bike difficult to ride when the road conditions are not perfect, because it will rebound after every road impact. So there are more aspects to consider than just acestea .
Plimbare lină - rigiditate verticală
Dacă obiectivul punctelor anterioare este de a obține cea mai puternică rigiditate posibilă, atunci în planul vertical, este opusul: o anumită rigiditate pentru a evita efectul de respingere, dar, în același timp, o capacitate de deformare suficientă pentru a rezolva neregulile suprafeței rutiere .}}
Acesta este un parametru foarte dificil de ajustat, deoarece este afectat de greutatea călărețului, iar proiectarea bicicletei ia în considerare diferite tipuri de călăreți . Desigur, acum este posibil să deducem dimensiunea medie a unui călăreț de o anumită dimensiune prin analiza de date mari a călăreților, astfel încât inginerii să poată ajusta acest parametru mai exact .
În general, cum ar fi rigiditatea laterală, secțiunea transversală a tubului de cadru și aranjarea pânzei de carbon vor avea un impact semnificativ asupra rigidității verticale . Reglarea rigidității verticale se străduiește, de asemenea, să obțină un echilibru perfect între absorbția vibrațiilor și eficiența transmisiei forței, fără a afecta rigiditatea laterală .}}}
Rigiditatea verticală afectează de obicei aerodinamica, deoarece tubul aerodinamic va crește secțiunea verticală a tubului, crescând astfel rigiditatea verticală și reducând secțiunea transversală orizontală, care va afecta rigiditatea laterală, care este complet opusă față de ceea ce caută cadrul .
Soluția la această problemă se bazează de obicei pe un tub de coadă virtual trunchiat și creșterea zonei orizontale în secțiunea transversală a tubului, dar acest lucru nu numai că afectează greutatea, ci și performanța aerodinamică .
Ce se întâmplă dacă bicicleta este prea rigidă sau prea moale?
Așa cum am spus la început, dacă valoarea absolută a rigidității este importantă, este foarte ușor să faci o bicicletă extrem de rigidă cu materiale moderne . Cu toate acestea, puțini dintre noi ne pot dura mai mult de o oră pe o astfel de bicicletă, nu doar pentru că schimbările din suprafața drumului ne va distruge rapid brațele și spatele, ci și pentru că reacția la orice operație mică este prea rapidă, forțând noi să fim nervoși, dar și pentru că reacția la orice operație mică este prea rapidă, forțându -ne să fim nervoși pe tot timpul {{{1
De fapt, într -o anumită perioadă din istorie, am avut odată o astfel de bicicletă și, deși s -au simțit extrem de minunați când ați pășit pentru prima dată, mai ales atunci când accelerați, a devenit curând clar că o astfel de bicicletă nu a fost practică în lumea reală ., întrucât kilometrii nu a trecut mai mult decât a ajutat -o, sau pe fiecare cot, de jos, nu ne -a dat nimic pozitiv, cu excepția prea mare a încrederii în corner își amintește modelele de curse aluminiu care au fost populare la începutul secolului XXI . acestea erau reale „două roți și un pol, nimic altceva de făcut” .}
La cealaltă extremă, obișnuiam să ne gândim la ele ca la „biciclete de bumbac” . probabil tipul de biciclete care necesită o ieșire continuă de intensitate ridicată pentru a menține viteza de croazieră și veți simți că mai mult de jumătate din puterea dvs. a dispărut, ca să nu mai vorbim de răspunsul unui bătrân atunci când veți accelera .}}
Such bikes will also evoke people's nightmare memories when cornering and tracing. I believe that riders who own mid-range steel frame road bikes can understand what I mean. Although we can call such bikes "elegant in shape and luxurious in texture", those who understand will understand.
After the above introduction, we know that in most cases, higher rigidity will definitely be more popular, but it must be rigorously tested in every area of the frame and finally achieve a perfect balance of various indicators. In short, the overall rigidity of the frame has increased significantly over the years. On the latest generation of models, you may only need to step on it a few times, while on the same model that may be ten years ago, you may need to Continuați -l mult mai mult . printr -o astfel de comparație, puteți simți foarte intuitiv impactul uriaș al dezvoltării cunoștințelor de proiectare a cadrelor, îmbogățirea instrumentelor de proiectare și îmbunătățirea calității materialelor asupra performanței bicicletei .
