GT LAGUNA 12" — композитные материалы для велосипедов: свойства и преимущества [72/104]
Макгруп McGrp.ru

GT LAGUNA 12" — композитные материалы для велосипедов: свойства и преимущества [72/104]

Превью страниц Страница 72 / 104
GT STOMPER ACE 26" [72/104] Предел прочности композитов
72
2. КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Каждый велосипедист должен знать фундаментальные
свойства композитных соединений. Композиты – это
сложные материалы, которые состоят из углеродных
волокон, имеют малый вес и высокую прочность, но
легко ломаются при сильных перегрузках. Углеродное
волокно не гнется – оно ломается.
Что такое композиты?
Композит, или карбон, – сложносоставной
углеродный материал, этим же термином обозначают
детали, сделанные из него. Вы наверняка слышали
словосочетание «карбоновый велосипед» – так
вот речь идет о раме, сделанной из композитного
материала.
Углеродные композитные материалы обычно состоят
из формованного легкого углеродного волокна
в пластиковой матрице. Углеродистые соединения
намного легче металлов. Удельный вес стали –
7,8 г/см
3
(грамм на кубический сантиметр), титанового
сплава – 4,5 г/см
3
, алюминия – 2,75 г/см
3
. Сравните
эти цифры с удельным весом углеродистых материалов
(композитов, карбона), равным 1,45 г/ см
3
.
Соединения с наилучшим соотношением
«прочность – вес» производят из углеродного
волокна в комбинации с эпоксидной смолой.
Эпоксидная смола связывает углеродистые волокна
вместе, равномерно распределяет нагрузку между
соседними волокнами и делает поверхность
композитных деталей гладкой. Углеродные волокна
являются «каркасом», принимающим на себя
основную нагрузку.
Почему композиты?
В отличие от металлов, свойства которых одинаковы
во всех направлениях (это свойство называется
изотропией), композиты производят специально
и для определенных условий, то есть со структурой,
оптимизированной под конкретные нагрузки.
Инженеры-конструкторы выбирают, какую часть рамы
укрепить карбоновыми волокнами, а какую облегчить,
чтобы создать одновременно прочный и легкий
велосипед. Они часто используют волокна и в других
целях, например для обеспечения комфорта, мягкости
хода и гашения вибраций.
Углеродистые соединения весьма устойчивы
к коррозии, намного больше, чем большинство
металлов. Вспомните хотя бы карбоновые лодки
или яхты.
У композитных материалов высокое соотношение
«прочность – вес».
Предел прочности композитов
Велосипеды и их детали, изготовленные из карбона,
менее подвержены усталости, чем их металлические
аналоги. Несмотря на это, карбоновую раму, вилку
и другие детали все равно надо периодически
тщательно осматривать в целях безопасности езды на
велосипеде.
Композитные детали непластичные. Они не
могут гнуться или растягиваться. При больших,
сверхдопустимых перегрузках карбоновые
конструкции просто ломаются. Сломанные
фрагменты, как правило, с острыми жесткими краями,
возможно даже расслоение углеродистых волокон.
Повреждения композитного велосипеда
в случае удара, столкновения
Допустим, произошло столкновение с неподвижным
препятствием, автомобилем, другим велосипедом или
иным объектом. При скорости движения выше, чем
скорость при быстрой ходьбе, момент инерции будет
достаточным, чтобы Вы опрокинулись через руль
велосипеда. Вы не сможете удержаться на велосипеде
и каким-либо образом повлиять на то, что произойдет
с его рамой, вилкой и компонентами, но повреждения
велосипеда не имеют значения на фоне возможных
травм, полученных Вами.
Чего ожидать от карбоновой рамы или вилки?
Это зависит от целого ряда факторов. Но можно
определенно сказать, что при достаточно сильном
ударе вилка и рама будут сломаны. Заметьте огромную
разницу в поведении металлов и композитов
(см. раздел 2А). Даже если предположить, что
прочность карбоновой рамы вдвое выше по сравнению
со стальной, при достижении порогового значения
нагрузки она не согнется, а будет безвозвратно
сломана.

Содержание

84

Похожие устройства

Узнайте о композитных материалах, их свойствах и преимуществах для велосипедов. Легкость, прочность и устойчивость к коррозии делают их идеальными для рамы.