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大行韓博士論文:物理學(xué)家重新定義自行車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
2023年7月
摘要
在這項(xiàng)全面的研究中,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)自行車,特別是折疊自行車和軟尾自行車,要達(dá)到最佳的踩踏車速,車架太過柔軟——有些嚴(yán)重。提出了一種測量車架剛度的方法。車架變形能量的理論計(jì)算與各種形式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。提出了改進(jìn)建議及其驗(yàn)證。
DAHON的最新研究顯示,大多數(shù)自行車和一些電動(dòng)自行車的車架,特別是折疊型和大多數(shù)軟尾MTB,需要增加剛度以優(yōu)化踩踏效率(高達(dá)40%),等等。許多人從不同的角度研究了自行車車架,并推測了自行車車架剛度的重要性。在這項(xiàng)研究中,我們試圖對這個(gè)問題進(jìn)行“全面、科學(xué)”且實(shí)用的討論。希望在2023年發(fā)表一系列4篇文章,分別為:
1. 折疊自行車:問題與解決方案(下文所述),
2. 自行車剛度與踩踏效率,
3. 自行車車架設(shè)計(jì)的優(yōu)化,
4. 改進(jìn)車架的性能。
1. 折疊自行車:問題與解決方案
自行車有著悠久的歷史。管狀前后三角的“安全自行車”旨在用最小的重量優(yōu)化所需的強(qiáng)度和剛度,作為一種交通運(yùn)輸工具——效果令人欽佩。自1885年左右推出以來,安全自行車一直被認(rèn)為是“標(biāo)準(zhǔn)”。市場上的無盡的設(shè)計(jì)和材料多樣性只是為各種消費(fèi)者提供的改進(jìn),但它們很少偏離“安全自行車”的基本三角形設(shè)計(jì)教導(dǎo)原則。
硬尾公路自行車(圖片來自互聯(lián)網(wǎng))
硬尾山地自行車/越野自行車(圖片來自互聯(lián)網(wǎng))
軟尾山地自行車(圖片來自互聯(lián)網(wǎng))
然而,即使是今天的大多數(shù)硬尾自行車,在垂直面上都很硬,但在側(cè)面上太柔軟——這常常是為了輕量化、造型和成本效益。也許還有一種在行業(yè)中的“趨勢”。這導(dǎo)致了在踩踏過程中不必要的能量浪費(fèi),這些能量本應(yīng)僅用于推進(jìn)。使用“浪費(fèi)”一詞是基于物理學(xué)中的能量守恒原理。聲稱一定程度的車架柔軟度(與剛度相反)的功效不一定是沒有根據(jù)的,但它們大多是傳聞,因此仍然存在疑問。對于自行車設(shè)計(jì)師來說,推進(jìn)效率必須始終是最重要的。在我們看來,除了BMX外,大多數(shù)種類的自行車都應(yīng)重新檢查其踩踏優(yōu)化。折疊自行車在這第一篇文章中重點(diǎn)介紹。
真正打破車架三角形原則的第一個(gè)例外是上個(gè)世紀(jì)出現(xiàn)的折疊自行車——為了更容易存儲(chǔ)和攜帶。取代前三角形的是一個(gè)大管子,它連接車架中管(施加推進(jìn)力的地方)和頭管(控制前輪的部分)。(后三角形有時(shí)也簡化了)。如果這個(gè)單管非常堅(jiān)固并經(jīng)過堅(jiān)固焊接,那么它可以提供一個(gè)可用的自行車,盡管它更重,也許安全性較低。在最近的幾十年里,折疊自行車在一些市場上變得非常受歡迎。隨著市場追求輕量化和緊湊性,以及成本競爭力(“哎呦”),安全性和性能在某種程度上受到了妥協(xié)——正如不少的投訴/召回所證明的那樣。(今天的大多數(shù)軟尾MTB在“鎖定”時(shí)都過于妥協(xié)后三角形。)