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躺车车架设计(慎入)
只有脱离了摸索和模仿,对躺车相关的基本问题认真思考,广泛采集数据,把经验上升到理论并反复验证,分析讨论,达成共识用以指导设计制作,才能说躺车开始成熟。这必须依靠有志躺车的同好一起努力。
这是练内功,躺车要发展离不开这一步。抛砖引玉,我来开个头吧!
中心对称面上的弯曲
去掉躺车上和自行车通用的东东,就只剩下车架和座椅。按下座椅不表,先说车架。
我们第一个关心的是够不够结实--会不会坐坏?
坐下去以后车架会下塌,人起来能恢复,这叫弹性形变。形变超过一定限度,塌下去起不来了,产生永久形变(塑性形变),却没断裂,就不能说强度不够,而是刚度不足。金属材料做车架,只要刚度够,强度肯定绰绰有余。仅仅结构不破坏,但扭曲得不成样子,并不是我们的目标。躺车车架的垂直弯曲形变不能超过一定限度,这个限度就是躺车标准之一,可惜现在还没有。怎么办?
一是参考自行车标准。躺车车架和单梁的自行车相似,完全可以借鉴,例如用反向设计求出的车架刚度作为躺车的参考。
二是根据一般机械设计标准决定,例如座椅负载70kg时,最大挠度小于轴距的1/500,或小于1.5mm。究竟该是多少,还望大家讨论。
跨度对挠度的影响远大于材料和截面积:其它条件相同时,跨度增加26%,挠度就猛增一倍,两者是立方关系。
仅就这点看,两轮低躺的轴距比高躺大,要保持相同挠度,本来就比较长的梁又需要较大的截面,因此车架会比较重。
事实上车架压塌的情况非常少见,最常见的是撞击使前叉后退使车架拱起,应该予以足够重视:
车架的强度如何,还得经过实际使用的检验,或用模仿实际骑行的方式检测。例如上面说的撞击,《GB 3565-2005自行车安全要求》是这样检测的:
可见也完全适用于躺车车架。而车架/前叉组合落下试验就不一样了:
典型的菱形车架凤凰26轻便车的实测数据是:
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