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[综合讨论]为什么选纵折折叠车,就强度对纵折横折的分析 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2015-02-01


对于强度,纵折比横折好是毫无疑问的,而且是有绝对优势的好的。论坛这种人云亦云的属性,纵折比横折强度更好也必然是众所周知的。但是为什么好,好多少倒是不一定很多人知道。


鉴于我高中学物理[大学因为兴趣就学了汉语专业],泡论坛,看各种车型,自己对纵折和横折也有自己的看法。于是就纵折与横折的基本款,针对折叠扣的铰链,分两点分析纵折在强度上为什么比横折好!


图片标识的红色箭头方向并非表示具体的力的方向以及大小,而是表示所在位置是拉伸状态抑或积压状态;色块则是表示铰链;虚线表示拉伸以及挤压两处位置的距离,以“杠杆长度”来表示[图3略有不同]。避免文字被图片隔离影响对文字整体性的理解,故把图片全放最后。


一、铰链的受力


纵折车基本款折叠扣,其铰链与地面平行。当被骑时,整段铰链均处于拉伸状态,而铰链的正上方有一个支撑点,这个位置是挤压状态。


横折车基本款折叠扣的铰链下半部分是拉伸状态,上半部分则为相反。


结论——这两种情况对比起来,纵折因为整段铰链都是处于拉伸状态,从受力面积[更大],以及受力更均衡来讲,会比横折同段铰链在强度上好很多很多。当然不管纵折横折,折叠扣铰链的设计也会加强铰链对强度,不同的设计受力情况也不同,但是这只是治标,而纵折和横折则是有结构上以及本质上的差异。所以横折车在同样的情况下,会更容易出现旷量以及损坏。


二、挤压与拉伸两处位置的直线长度[统称杠杆长度,图中以虚线表示]


理论上,纵折横折两种结构的折叠扣杆杠长度是可以无止境地加长的。但是在一般情况下,横折的杠杆长度受横梁的高度所限制。而纵折则相对来说更容易加长杆杠长度,并且在现有的车款中,纵折的杆杠长度普遍比横折车的要长得多。


纵折车经过前后叉的设计可以很有效果地加长杆杠长度,对比birdy、小布、bf、ori等等车款,可以看出不同的后叉设计之间的杆杠长度也有比较大的差异。


横折也并非只有加高横梁来增加杆杠长度的办法。最常见是大行Y架以及其变种A架和S架。但是这种方法是一种折衷的办法,一是切开的上管有可能会异响、而是铰链的受力依然不均衡。如图3,横折车加了上管后,图中虚线的长度不同,铰链上方的状态有可能是拉伸也有可能是挤压。并且,对于铰链上方位置来说,杠杆长度为虚线的长度,而就铰链下半部分,杆杠长度则为虚线+铰链长度,于是这两处位置的受力会有很大的差异性。


根据杆杠长度的不同,造成对折叠扣强度的影响有差异。77上有个精华帖就讲了这个问题——http://bbs.77bike.com/read.php?tid=542


这里想对上边这个帖子补充一下。帖子的题目的“刚性”应该改成“强度”,一开始铰链长度对强度影响的分析我并不十分赞同,但是杠杆长度越长对折叠扣的保护就越好,这个结论应该没有异议。










ps.本文讨论的是折叠车的折叠方式对折叠扣的强度的影响。但不是说横折在其他方面就没有优势,一般来说,横折只有一个折叠扣,而纵折有一个或两个。首先横折折叠扣可以使得车子在折叠后的折叠状态更为整齐[参考小布前部分的横折],然后,横折对于两折叠扣的纵折车来说,折叠速度可以更快,最后,横折对于只有一个折叠扣的纵折来说,有一点点折叠体积的优势。

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只看该作者 沙发  发表于: 2015-02-01
沙了个发的

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harvey.hung 威望 -1 無意義的討論回覆! 2015-02-01

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只看该作者 板凳  发表于: 2015-02-01
回 無心有意 的帖子
無心有意:沙了个发的
 (2015-02-01 04:15) 

竟然忘记占沙发了!!!
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只看该作者 地板  发表于: 2015-02-01
学习了~~~~~~~~~~

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只看该作者 4楼 发表于: 2015-02-01
今天去车行订车,问老外技师有没有BF或者鸟,老外把我拉到大行面前各种说纵折和车架接触点不好,我都不知道怎么反驳他

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只看该作者 5楼 发表于: 2015-02-01
只考虑各种受力里边最大最显著的纵向力来说,横折车的折叠扣(铰链)除了承受拉压应力以外,还会承受不小的剪切应力。而纵折车的铰链就是比较单纯的拉应力。

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只看该作者 6楼 发表于: 2015-02-01
不知为啥,物理总是不及格,图和文字配合在一起才更好理解,分开看,反而没概念了

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只看该作者 7楼 发表于: 2015-02-01
感觉分析并不全面

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只看该作者 8楼 发表于: 2015-02-01
其实不仅仅是纵横的问题
更关键的是折不折大梁的问题
不在刷街,就是在刷77............
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只看该作者 9楼 发表于: 2015-02-01
看我设计的双梁,就知道横梁一样可以铰链很长
不能发广告!

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只看该作者 10楼 发表于: 2015-02-01
回 coolsear 的帖子
coolsear:只考虑各种受力里边最大最显著的纵向力来说,横折车的折叠扣(铰链)除了承受拉压应力以外,还会承受不小的剪切应力。而纵折车的铰链就是比较单纯的拉应力。 (2015-02-01 07:05) 

纵折横折铰链都受剪切应力。

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只看该作者 11楼 发表于: 2015-02-01
看完一遍,觉得有点似是而非。。。也说几点差别:

一是材料结构完整性的差别,横向折叠大多是车架主梁中断结构,打个比方:一根棍子把它从中间截断、再装上铰链把截断的两根扣在一起,结构完整性已经被破坏,无论怎样其强度、刚性以及结构稳定性都不如一根完整的棍子。而多数纵向折叠车的车架主梁是一个完整的整体,没有中断后再强接的各种问题。

二是关于材料的金属疲劳。横向折叠车的车架折叠关节部位,一旦车架展开状态,就始终处于高度紧张状态,折叠扣死死地压住两个断面,以使保持断开的两部分具有整体性,这个部位材料的金属疲劳现象会较早出现。纵向折叠车则无此死锁机构,譬如鸟车,后叉只用一片塑料轻轻扣上,车架折叠的几个部位之间采用的是柔性连接。

三是应力环境的差别,车架在骑行中承受着复杂的应力,既有来自重量、踩踏以及路面反馈的纵向垂直受力,还有来自踩踏过程中左右曲柄施压时的横向剪切力(扭力)。有些纵折车(譬如JAA513)虽然也是车架主梁中断后加装铰链,但因其纵折结构,折叠铰链转点位于底部,纵向承力具有较好的稳定性,只需要抑制横向剪切力就足够,受力环境相对单纯。而横向折叠式车架的主梁折叠器是比较辛苦的,它要紧紧地扣住两个断面,既要保持左右不能有间隙、又要保持上下不能有间隙,累啊!

不过话说回来,纵折与横折,具体到每款车上又有不同的实际表现,各有优劣,这个以前说得够多了。

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只看该作者 12楼 发表于: 2015-02-01
假如横向折叠车耐用度为5,纵向折叠车顶多是7,都是在调整良好的情况下。考虑到车架差价巨大,成熟产品都未产生安全隐患情况下,我选横向。同时考虑到附件获取容易,改装价格环境因素,我认为横向折叠是更好的选择

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只看该作者 13楼 发表于: 2015-02-01
LZ列项一的结论中最后一句没有充分依据。
横折铰链损坏的情况极为少见,出现旷量多是没有锁紧,铰链所受应力远小于其屈服强度,也就是说在铰链的弹性范围内,讨论铰链的弹性变形对车架结构影响还属于“刚度”问题。

纵横的选择,铰链不是问题。

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只看该作者 14楼 发表于: 2015-02-01
回 lgy73029 的帖子
lgy73029:假如横向折叠车耐用度为5,纵向折叠车顶多是7,都是在调整良好的情况下。考虑到车架差价巨大,成熟产品都未产生安全隐患情况下,我选横向。同时考虑到附件获取容易,改装价格环境因素,我认为横向折叠是更好的选择 (2015-02-01 09:58) 

  横折车未必不可用,否则满街的大行怎么活?毕竟横向折叠车具有结构简单、成本与价格低廉、折叠操作便利等种种优点。强度和稳定性方面的问题,可以通过一些优化措施得到改善,目前市售的主流横折车产品在基本强度和性能方面是可以放心的。

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只看该作者 15楼 发表于: 2015-02-01
其实强度够了,横竖都一样,只是横折的铰链受力情况更复杂而已,剪切,扭转,受拉都有

竖折少了扭转力而已

大行的Y架通过上面一根梁的作用,减少了扭转的力

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只看该作者 16楼 发表于: 2015-02-01
我看不出有什么应对的逻辑关系~~
SORRY~~
折腾啥时候是个头啊~~
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只看该作者 17楼 发表于: 2015-02-01
讨论很热烈,,我看好纵折车,,在同样的材料工艺下更安全,更放心的骑行更多路况。。。我喜欢骑行山路。或有个小的xc。。。

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只看该作者 18楼 发表于: 2015-02-01
回 ifoul 的帖子
ifoul:LZ列项一的结论中最后一句没有充分依据。
横折铰链损坏的情况极为少见,出现旷量多是没有锁紧,铰链所受应力远小于其屈服强度,也就是说在铰链的弹性范围内,讨论铰链的弹性变形对车架结构影响还属于“刚度”问题。
纵横的选择,铰链不是问题。 (2015-02-01 10:13) 

你这么说有失偏颇,咱不说大行铝车架和钢轴互磨的框量结果(不少新版中高端铝架已经改加钢轴套,这个将大大改善使用寿命),就算P8这种钢架车,长期使用,应力集中在折叠处,框量也是迟早的问题,至于迟还是早这个要看使用强度和习惯,但这是横折的唯一结果。。。

但纵折就没有磨损吗?转点一样有寿命。。。只是确实会比横折长


最后,你是要买一辆贵的纵折车梦想用一辈子,还是买辆折叠推行方便的横折日常车用用,到了寿命就换口味?这完全就是个人选择取向的问题罢了。。。



人人都是井底之蛙,区别在于井口直径大小的不同而已

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只看该作者 19楼 发表于: 2015-02-01

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只看该作者 20楼 发表于: 2015-02-01
长知识了
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只看该作者 21楼 发表于: 2015-02-01
学习了。很不错的知识篇。

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只看该作者 22楼 发表于: 2015-02-01
又不是拿去越野,讨论这个没意义。折叠的意义就只是便捷!方便才是存在的意义!
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只看该作者 23楼 发表于: 2015-02-01
第一次接触纵折后同楼主这样的想法,纵折是更好,但买不起!现在骑的横折khs,个人觉得会比纵折按摩师好吧。虽然最喜欢bf,但是khs够我用了。说强度问题,其实横折不见得就脆弱了,而且也没多少人用小折走烂路吧。而从其他方面来说横折更具有优势。综合考虑,横折好些。当然土豪另说

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只看该作者 24楼 发表于: 2015-02-01
回 误讲得 的帖子
误讲得:你这么说有失偏颇,咱不说大行铝车架和钢轴互磨的框量结果(不少新版中高端铝架已经改加钢轴套,这个将大大改善使用寿命),就算P8这种钢架车,长期使用,应力集中在折叠处,框量也是迟早的问题,至于迟还是早这个要看使用强度和习惯,但这是横折的唯一结果。。。
但纵折就没有 .. (2015-02-01 11:24) 

和纵折不同,横折铰链在骑行时并不发生转动而产生摩擦损耗,折叠存放时转动摩擦损耗也极小,铝架和钢轴互磨的情况实际上不会发生,铝架之所以采用钢轴套是避免锁紧时应力过大而使铝材塑性变形。
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只看该作者 25楼 发表于: 2015-02-01
没看懂,但很厉害的样子

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只看该作者 26楼 发表于: 2015-02-01
回 q363862527 的帖子
q363862527:今天去车行订车,问老外技师有没有BF或者鸟,老外把我拉到大行面前各种说纵折和车架接触点不好,我都不知道怎么反驳他[表情] [表情] [表情]  (2015-02-01 06:27) 

哦哦哦  敷衍了事呗。 我也经常听各种忽悠

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只看该作者 27楼 发表于: 2015-02-01
回 coolsear 的帖子
coolsear:只考虑各种受力里边最大最显著的纵向力来说,横折车的折叠扣(铰链)除了承受拉压应力以外,还会承受不小的剪切应力。而纵折车的铰链就是比较单纯的拉应力。 (2015-02-01 07:05) 

虽然当年大学物理没有挂科。但是按理解纵折的铰链也有受剪切应力吧?裸版不妨解释一下呗?

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只看该作者 28楼 发表于: 2015-02-01
回 太阳鱼 的帖子
太阳鱼:不知为啥,物理总是不及格,图和文字配合在一起才更好理解,分开看,反而没概念了
 (2015-02-01 07:10) 

有图好理解是自然的哈

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只看该作者 29楼 发表于: 2015-02-01
回 inigloo 的帖子
inigloo:其实不仅仅是纵横的问题
更关键的是折不折大梁的问题[表情]  (2015-02-01 09:05) 

具体的,不同的折叠扣设计都都有差的,风烁的横折就不同于其它横折,513的纵折的“杆杠长度”也受限于横梁!所以我这里就只说横折基本款在结构上在强度上比纵折的差异而已。

铰链垂直地面和平行于地面也是有很大差别的