Выкарыстанне палімернага ліста, узмоцненага вугляродным валокнам (CFRP) для язды на ровары

CFRP, кароткая для палімера, узмоцненага вугляродным валокнам або ў армаваным вугляродным валокне.

У веласпорце матэрыялы з вугляродных валокнаў сталі асноўным матэрыялам высокага класа і прафесійнага абсталявання з-за іх характарыстык, такіх як лёгкі вага, высокая калянасць, высокая трываласць, устойлівасць да карозіі і свабоду дызайну. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў ключавых частках, такіх як кадры, колы, пярэднія відэльцы, аксэсуары і г.д. Далей прыведзены аналіз канкрэтных сцэнарыяў прыкладання і прычыны адаптацыі:

Асноўныя сцэнарыі прыкладання чорнага вугляроднага валакна ў веласіпедных відах спорту

1. Рамка: "Скелет" на ровары, вызначаючы агульную прадукцыйнасць

Кадра - гэта ядро веласіпеднага абсталявання і павінна адпавядаць патрабаванням "лёгкай, калянасці, ударавання ў шоку і ўстойлівасці да стомленасці". У цяперашні час кадры з вугляродных валокнаў з'яўляюцца асноўным выбарам для дарог высокага класа, дарожных веласіпедаў, веласіпедаў TT (часовыя пробныя веласіпеды) і гравійныя ровары.

Метад нанясення: Праз слаістыя кладкі (0 °, ± 45 °, 90 ° і г.д.) тканіны з вугляроднага валакна (напрыклад, T700, T800, T1000 і іншыя гатункі), смала вылечваецца і ўтвараецца, утвараючы складаную форму трубкі.

Тыповыя мадэлі: прафесійныя дарожныя веласіпеды, дарожныя гоначныя веласіпеды і гоначныя веласіпеды TT заснаваны на рамках вугляродных валокнаў.

2. Колы: уплывае на паскарэнне, скалалажанне і аэрадынамічную эфектыўнасць

Момант інерцыі і аэрадынамічнай формы колаў непасрэдна ўплываюць на эфектыўнасць язды. Колы з вугляродных валокнаў-гэта "стандартныя" для ровараў высокага класа дарожных і трыятлонавых ровараў.

Метад прыкладання:

RIM: выраблены з ламінату з вугляроднага валокнаў (складаецца з смалы), з звычайнай "сумяшчальнай з трубнай шынай" (зніжаючы супраціў пракаткі);

Спіс: Спіскі высокага класа вугляродных валокнаў замяняюць традыцыйныя спіцы алюмініевага сплаву, а калянасць паляпшаецца ў працэсе папярэдняга расцягвання;

Поўнае вугляроднае кола: некаторыя колы верхняга ўзроўню выраблены з убудаванага вугляроднага валакна для абадкоў + спіцы + ступіцы.

Пярэднія відэльцы дарожных веласіпедаў і горных веласіпедаў павінны ўлічваць як "калянасць (дакладнасць кіравання)", так і "шокавае паглынанне (спраўляецца з няроўнасцямі)". Пярэднія відэльцы з вугляродных валокнаў шырока выкарыстоўваюцца ў мадэлях сярэдняга да высокага канца.

Метад нанясення: трубка з вугляродных валокнаў падключана да металічнай галоўкі праз канічную інтэрфейс, а некаторыя пярэднія відэльцы высокага класа выкарыстоўваюць поўныя ногі відэльца з вугляродных валокнаў.

4. Падключэнне аксэсуараў: Аптымізацыя лёгкіх дэталяў

Хоць злучальныя дэталі, такія як сядзельная труба, сцябло, руля, невялікія, яны аказваюць значны ўплыў на вагу і калянасць усяго аўтамабіля. Вугляродныя валакна - звычайны матэрыял для гэтых аксесуараў.

Метад прыкладання:

Пятка для сядзення: вага трубкі для вугляродных валокнаў, адначасова зніжаючы "боль для язды";

Сцябло/руль: сцябло з вугляроднага валакна можа палепшыць калянасць руля і знізіць затрымку руля;

Іншыя: невялікія дэталі, такія як лічыльнік, педаль, падстава клетак для бутэлек, таксама звычайна вырабляюцца з вугляродных валокнаў.

5. Абсталяванне для спецыяльных сцэнарыяў: індывідуальныя патрэбы

Ровары з гравійных дарог: некаторыя мадэлі выкарыстоўваюць гібрыдныя кадры з вугляродных валокнаў для збалансавання лёгкасці і ўстойлівасці да ўзаемадзеяння; Ровары з электраэнергетычнымі электраэнергіямі: ровары з электраэнергіяй з высокім узроўнем электраэнергіі выкарыстоўваюць вугляродныя валакна ў скрынях батарэі, кранштэйны і іншыя дэталі, каб кампенсаваць вагу батарэі і палепшыць агульную калянасць.

AHD вугляродны ліст

Чаму чорны валакна AHD CFRP больш падыходзіць для веласіпеднага? 

Асноўныя патрабаванні веласіпеднага абсталявання - "Лёгкая, высокая калянасць і ўстойлівасць да стомленасці", а характарыстыкі вугляроднага валокна вельмі адпавядаюць гэтым патрабаванням:

1. Лёгкі вага: паменшыць спажыванне веласіпеднай энергіі

Шчыльнасць вугляроднага валакна складае толькі 2/3 алюмініевага сплаву і 1/4 сталі

Вага веласіпеднага каркаса з вугляроднага валакна складае каля 700-800 грамаў, у той час як алюмініевая рамка з аднолькавага ўзроўню складае каля 1000-1200 грамаў.

Эфект: Вага ўсяго транспартнага сродку памяншаецца на 1 кг, і прафесійныя спартсмены могуць больш значна зэканоміць энергію пры скалалажанні.

2. Высокая калянасць: павышэнне эфектыўнасці педалі і кантролю

Калянасць (вымярае здольнасць матэрыялаў супрацьстаяць дэфармацыі. Эластычны модуль вугляроднага валакна можа дасягаць 200-700GPA (у 3-10 разоў большы, чым у алюмініевым сплаве).

Рыгійнасць кадраў: кадры з вугляродных валокнаў дэфармаваны менш пры педалі, а эфектыўнасць перадачы магутнасці вышэй;

Рыгійнасць колаў: колы з вугляродных валокнаў супрацьстаяць дэфармацыі падчас павароту больш, чым алюмініевыя сплавы, і з'яўляюцца больш стабільнымі пры павароце з высокімі хуткасцямі і маюць больш хуткую рэакцыю паскарэння.

3. Высокая трываласць: спраўляцца са складанымі напружаннямі

Трываласць на расцяжэнне вугляроднага валакна можа дасягаць у 2-3 разы больш, чым у алюмініевым сплаве, а яго стомленасць значна пераўзыходзіць сілу металу.

Трываласць кадра: кадры з вугляродных валокнаў могуць супрацьстаяць сілам удару больш за 1000 кг, у той час як алюмініевыя рамкі сплаву схільныя да парэпання пры аднолькавым уздзеянні;

Трываласць колаў: дыскі з вугляродных валокнаў могуць супрацьстаяць бакавым сілам 200-300 кг, у той час як алюмініевыя сплаўныя абады могуць дэфармавацца альбо парушацца ў экстрэмальных выпадках.

4. Карозія ўстойлівасць: адаптацыя да зменлівай асяроддзя

Навакольнае асяроддзе часта падвяргаецца ўздзеянню агрэсіўных асяроддзяў, такіх як дождж, салёная вада (прыморскі) і пот (кіслы). Сам хімічныя ўласцівасці вугляроднага валакна стабільныя (не ўступаюць у рэакцыю з кіслатой, шчолачымі або соллю), а паверхневы смалавы пласт можа ізаляваць вільгаць, а яго ўстойлівасць да карозіі значна пераўзыходзіць алюмініевы сплаў або сталь.

5. Свабода дызайну: аптымізацыя аэрадынамікі і камфорту

Вугляроднае валакно можа быць зроблена ў складаныя выгнутыя паверхні праз такія працэсы, як ліццё і аўтаклаў, альбо кампазіцыя з іншымі матэрыяламі для задавальнення патрэбаў розных сцэнарыяў.

Аэрадынамічная аптымізацыя: дызайн "плоскай трубкі" рамы вугляроднага валакна дарожнага ровара можа паменшыць супраціў ветру;

Канструкцыя паглынання ўдарнай паглынання: Карэкціруючы кут вугляроднага валакна, пярэдняя відэлец вугляроднага валокна або сядзенне можа паглынаць вібрацыі дарог і палепшыць камфорт на далёкай дыстанцыі.

У веласпорце матэрыялы з вугляродных валокнаў сталі "ядром прадукцыйнасці" высокага класа і прафесійнага абсталявання дзякуючы іх усёабдымным перавагах, такіх як лёгкі вага для зніжэння спажывання энергіі, высокай калянасці для павышэння эфектыўнасці, высокай трываласці, каб справіцца з уздзеяннем, устойлівасцю да карозіі для пашырэння жыцця і распрацоўкай свабоды для аптымізацыі аэрадынамікі і камфорту. Ад "парушальных" кадраў дарожных веласіпедаў да "лёгкіх" пярэдніх відэльцаў горных веласіпедаў, ад "хуткаснай рэакцыі" колаў з вугляродных валокнаў да "падрабязнае зніжэнне вагі" злучальных ак