碳纤维在自行车上应用

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碳纤维自行车的种类
3、包碳 、 有些车架、车把、 把立、曲柄、前叉、坐 杆等配件，厂家用铝合 金制作，然后在表层包 了一层碳布，这就是包 碳的东西。
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碳纤维与其他材料进行对比
碳纤维车架的优点 (1).可以制作重量轻的车架 碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力 的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非 常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成 的。 ZGL碳纤维车架非常轻，是国内第一 家专业生产碳纤维自行车整车及各种零配 件的公司。中国第一辆大陆产碳纤维自行 车厂家。碳架在1-1..2kg重 (2).冲击吸收性好 碳纤维用来制作残疾者运动时用的假 腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利 用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用 避震器的自行车。如SCOTT厂的 ELEVATED车架是著名的。但是各个厂家 之间的品质差异较大，有的很硬，因此这 种车架乘骑后才能知道好或者不好。 (3).可以制造各种形状的车架 碳纤维的基本成型方法是，在模具上 铺上纤维片然后流入树脂并烧固。可以制 成各种形状的车架。如TREK的Y车架是著 名的。
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自行车的发展史
如今 18世纪末 世纪末 1925 法国人西夫拉克 发明了最早的自 行车。这辆最早 的自行车是木制 的。 生活越来越好的 我们，要求也越 来越高，于是就 有了碳纤维自行 车···
1888 世界自行车产 量已达200万 辆，自行车得 到广泛的发展， 结构上也有了 改进和提高。
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测测我呗
实验
1气动夹紧的 气动夹紧的 拉伸试验
2手动夹持器 手动夹持器 夹紧的直接拉 伸试验
稍 有 不 懂 上 百 度 。
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测出我的特性 断裂强力比较小。 断裂伸长率很小。 拉伸曲线呈线性。 屈服点和断裂点几乎吻合。 图3是碳纤维单丝拉伸曲线 。
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碳纤维自行车的发展与最新成果
迎雁新材料和神鹰碳纤维自行车有限责任公司实施的 “碳纤维自行车技术开发”项目，利用的是自主研发的 碳纤维和树脂配方，采用异型内置充气袋和冷却后固化 定型工艺，很好地解决了国产碳纤维与树脂复合后的界 面结合问题，保证了碳纤维自行车车架成型中的技术稳 定性。该项目在实施过程中申请相关专利15项，测试 指标达到欧盟认证标准，综合技术国内领先，并达到国 际同类产品的先进水平。 该项目实现了碳纤维自行车的规模化生产，产品已形成 系列品种，并推广应用，成为专业自行车运动队的训练 及比赛用车，国内外市场前景良好，对推动我国自行车 行业技术进步和产品转型升级具有重要意义。
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碳纤维自行车的发展与最新成果
国家碳纤维自行车技术的最新成果 中国轻工业联合会组织并主持召开了连云港迎 雁新材料有限责任公司和连云港神鹰碳纤维自 行车有限责任公司完成的“碳纤维自行车技术 开发”项目科技成果鉴定会。鉴定委员会专家 在听取了项目完成单位的研发、查新、检测和 使用等报告，并实地考察了产品生产现场后， 一致认为港城碳纤维自行车生产综合技术国内 领先，并达到国际同类产品的先进水平。
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成分结构
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶 石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石 墨结构。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢 的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在 3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为 230~430Gpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的 强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而 A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比 钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈 高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维 在工程的广阔应用前景。
碳纤维车架的缺点 (1).复杂的应力计算 构成碳纤维车架的是碳纤维，它 的特点是拉伸强度强，但剪断强度弱， 加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚 性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重 叠成型。加工技术各厂家各异，应选 择有经验而可靠厂家的制品是很重要 的。 (2).难于更改尺寸 由于作好模具后成型，难于更改 尺寸。无法相应多尺寸多款式的订单。 (3).老化 使用树脂因此会不会老化？这是 一个存在的课题，它放置在阳光下时 会逐渐变白。当然这种现象关系到厂 家的技术。最好不要放置在阳光下。
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碳纤维与其他材料进行对比
镁合金车架的缺点 (1).耐腐蚀性如何？ 生产镁车架的厂商都说耐腐蚀性 好。但是这方面的资料当前还很少， 耐腐蚀性好到何种程度难于判断。镁 是剧烈氧化的金属，不小心操作错了 很容易爆炸，纯镁一般不能使用，添 加其他金属(铝、锌、锰等)制成合金 来使用，制成的镁合金强度、机械性 能都得到提高。有些人曾经使用过镁 合金制用具，如摩托车的曲柄套等、 他们说：「虽然用了很久，但是很好， 不会象铝般发白。 (2).镁的杨氏弹性模量(决定刚性 的因素)比铝低许多，要增加其刚性管 的直径要大，这可能会影响对空气的 阻抗？。 (3).成本 镁已经用在笔记本电脑的框体上， 用它来制作车架成本将是如何？现在 尚未知。
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碳纤维自行车的发展与最新成果
碳纤维自行车车架的研制与开发 自行车是人们日常生活中不可缺少的代步工具,其造价 低廉,维修简单,使用方便,深受世界各国人民喜爱,形成 了巨大的自行车消费市场,随着现代社会的飞快发展,自 行车已不仅仅是交通和运输工具,已具有集健身、旅游、 竞赛等多种功能。自行车档次的高低取决于材料的选择 和做工。典型的低、中、高档自行车构架分别由碳钢、 铬钼合金及铝合金和碳纤维制造。碳纤维是一种新型的 复合材料,它有重量轻、比强度高、比刚度大的优点,而 且具有可设计性和易成型性,从而使设计的结构有更高 的结构效率。
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碳纤维自行车的种类
1、全碳 、 （全部采用碳纤维材料。）
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碳纤维自行车的种类
2、半碳 、 现在很多自行车采 用铝合金+碳纤维来制造。 比如一个车架，可能上 管会采用碳而其它部位 则铝合金（或者后三角 采用碳···）这样的就可以 说是半碳的。
镁合金 镁的比重很轻(1.74)，约铁的1/5， 钛的2/5，铝的2/3。它是不容易腐蚀 的活性金属。它广泛用在各种领域里， 如照相器及电脑的外框、车辆的车圈 等配件。通过合金化耐腐蚀性也得到 进一步提高。 ●镁合金车架的优点 (1).可以制造重量轻的车架 它比铝密度低，可以制造轻的车 架。杨氏弹性模量稍微低些，但是可 以用加粗管直径及椭园化等方法来解 决。使用铝合金的目的仅仅是为了减 轻重量，将来可能会被镁合金取代？？ 钛和镁的研究课题稍不同，这两种金 属今后仍然会活跃下去。 (2).加工性好 镁制车架加工不会差。切粉的燃 烧、爆炸等能够通过合金元素来回避 的话，剪断、溶接性可能不会差。和 钛比较起来加工性好。
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碳纤维在自行车上的应用
制作人：11工业设计 17-刘安娜
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拓展视野
一 二 三
什么是碳纤维
碳纤维在自行车上的应用
碳纤维与其他材料进行对比
四
碳纤维自行车的发展与最新成果
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走进碳纤维
碳纤维（carbon fiber），顾名思义，它不仅具有碳 材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加 工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF) 相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机 49) 2 溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学 者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH 溶液中， 时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态。
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爱尔兰的兽医邓 洛普 ，基本奠定 了现代自行车的 雏形。
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碳纤维在自行车上的应用
碳纤维车架的特征是「轻、 钢性好、冲击吸收性好」， 但是，充分发挥碳纤维的优 异性能，在技术上看起来不 是那么容易，各碳纤维材料 厂家之间的品质差异也较大。 自行车厂家考虑到成本问题， 不大可能使用高等级的碳纤 维来制作车架。虽然存在上 述的现实问题，但是碳纤维 车架还是具有其他素材所没 有的优点，可以制造8、9kg 左右的轻量自行车，这种碳 纤维轻量自行车，登坡时最 能体现其优点，登坡顺利而 爽快。而不会像一些轻的铝 合金车架，登坡时感到有一 种向后拉的力量。