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躺車車架設(shè)計（慎入）
2011-03-07 18:15:50
出處 : Biketo.com|自行車網(wǎng)
作者 : wxyy
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以團(tuán)購躺車為例，估算數(shù)據(jù)是：
我們做個定性的分析比較：
重心 后仰角 重心升高 前軸升高
26輕便車 21.4%軸距 24° 45.3mm 416mm
團(tuán)購躺車 64 %軸距 63° 430 mm 1040mm
撞擊的能量來自負(fù)荷的勢能。
忽略車架自重和軸承摩擦，同樣的檢測方式，26輕便車的勢能為70×0.0453=3.171千克米=31.1焦；團(tuán)購躺車為70×0.43=30.1千克米=295.8焦，是前者的9.5倍！
再看沖擊力。
26輕便車前叉滾輪上的重力是70×0.214=14.98（千克 ），團(tuán)購躺車是70×0.64=44.8（千克 ），躺車大2.99倍。另一方面，自由落下的高度分別是416mm和1040mm；
自由落體末速度與高度是平方關(guān)系（v^2=2gh)，躺車前叉滾輪接觸鋼砧的瞬時速度是26輕便車的3.08倍，沖量就是3.08×2.99=9.21倍�？梢哉J(rèn)為兩者減速為0的時間一樣，躺車在這個試驗中的沖擊力是26輕便車的9倍以上。
事實上躺車不可能后仰63°--人都大頭朝下了，這顯然不符合實際騎行狀態(tài)�？梢娺@項測試完全不適合躺車。如果用后仰（前輪上抬）24°或前軸升高400mm代替可能更接近實際。
天津市自行車研究所《自行車車架前叉疲勞試驗方法剖析》一文認(rèn)為，日本JISD9401-84標(biāo)準(zhǔn)中的車架、前叉組合件振動試驗方法比我們現(xiàn)行的沖擊疲勞試驗方法更為合理，更具科學(xué)性：
西德DIN14-7900一84標(biāo)準(zhǔn)是在木障高12.5mm、 木障間距0.597m的滾筒上進(jìn)行，天津市自行車研究所用同規(guī)格木障鋪在路上，由體重為70kg左右的人騎行速度為8．022km／h模擬這項試驗。結(jié)論是“成車動態(tài)試驗方法較為合理，模擬了實際騎行的受力狀態(tài)。但若作為一種疲勞試驗方法則強(qiáng)化不夠。其振動頻率和振幅還有待于做更進(jìn)一步的研究來確定”，并指出：“其平均應(yīng)力值與平坦路面1 6km／h速度騎行時的平均應(yīng)力值接近。滾筒試驗是一種可在室內(nèi)進(jìn)行的整車振動試驗，目前已有許多國家采用。如果適當(dāng)加大振幅(提高木障的高度)或提高振動頻率(加快滾筒的轉(zhuǎn)速)是可以研究作為一種成車疲勞性能試驗方法的。”
天津市自行車研究所用的是更直接的辦法：體重為70kg左右的騎行者，在平坦的柏油路面上以24km／h和16km／h的速度騎行，從120mm高的臺階上慢速騎行做前、后輪跌落試驗。
這對躺車車架測試極具參考價值。
這些測試是通過貼在車架不同部位的應(yīng)變片取得數(shù)據(jù)的；躺車車架的測試同樣也應(yīng)該采用。應(yīng)變片相當(dāng)便宜，電路也很簡單，就看誰開這個頭了。這個問題有時間可以專題討論。
以上內(nèi)容都是關(guān)于成品車的 ，目前好像對躺車DIY用處不大。
用碗口粗的管子做車架，想必強(qiáng)度就不成問題了。為什么沒人這樣干？
減重是個潛在因素。研究的目的之一是弄清車架內(nèi)部的應(yīng)力，在保證使用要求的前提下去掉冗重，減輕車架。盡管這是個講究奢華的時代，但簡潔依然是工程設(shè)計永恒的追求。
但這不是躺車DIY現(xiàn)階段的目標(biāo)。因為依靠經(jīng)驗或憑感覺，選材和結(jié)構(gòu)都傾向大些以求保險，就算選小了也不過剛度稍有不足，并不影響使用，只是騎行感覺不同而已；而躺車現(xiàn)在還根本談不到像公路車那樣考慮車架剛度的區(qū)別。
車架剛度的檢測
這是普通自行車用的方法之一，比較簡單可行：“ 把車架安裝在試驗臺或類似試驗臺的夾具上，在中軸附近裝置百分表并校零，在中軸兩側(cè)掛上法碼30kg。這時由于車架變形，中軸處下降△米，中軸處的剛度系數(shù)k=30/△ (kg／米)=294/△ (牛／米)”
躺車沒有中軸，曲柄軸也在前端，可以在車架正對騎行人重心下方處加載和測量。注意人體重心位置，最好自己實測一下，一般人的估計差得很多的。剛度系數(shù)可借鑒普通自行車。適用于不帶減震器的車架。
小結(jié)
車架的剛性是我們關(guān)心的重點。
減小跨度（軸距）是提高剛度的有效方式
重視前管和車梁結(jié)合部的強(qiáng)度和剛度
一些可供參考的檢測方法
重心位置對動態(tài)性能（振動特性、沖擊及疲勞強(qiáng)度等）有決定性影響
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