2017年6月23日 星期五

ISO 的車輪靜態強度測試;進而衍生出側向剛性、穩定性

ISO 4210 針對自行車有詳盡的規範
新標準的制定是為了因應世界各地的需求,並確保以此國際標準製造的自行車相當的安全程度

其中一項:車輪靜態強度測試這是輪子側向剛性測試的前身

測試方法大致如下:
1. 將輪子水平放置,用治具鎖固
2. 飛輪需朝上,輪胎充氣至最大胎壓
3. 於輪圈垂直於車輪平面預壓F=5N,並將偏移量d歸零
4. 施力F=250N(25.48kgf),維持1 min.
5. 再將施力F歸回至5N,1min後記錄偏移量d
偏移量d值需小於1mm
簡單來說就是施與輪框25kgf側向力,當側向力歸零後輪子的偏移量比測試前多1mm視為NG

該測試的目的如開頭所述,就是要有一定程度的安全性
基本上若不過測就代表這輪子一定很容易偏擺

側向剛性的測試方法雷同,但看的是剛性值(推力值/偏移量)、與線性狀態
一樣都是全碳輪,有的剛性不僅高,而且在測試過程中都是線性狀態
當您知道這輪子剛性不好,下坡還知道保守點
但是非線性就要小心了,當您下坡入彎時,車傾角愈來愈大 = 輪子所受的側向力愈高;這時偏移量是不成比例的增加,甚至會有Drift的感覺

實際上
側向剛性的測試中要能線性,才稱的上穩定
而通常剛性愈低會有更高的可能成為非線性
在一年半前小索的文章中有提到,為何有非線性的狀況發生:幅條張力為零的起始點
http://good886mylove.blogspot.tw/2015/12/chc_29.html

打個比方:側向剛性20N/mm與 60N/mm的兩個輪子(這個比喻是真實存在,都是小索曾測過的)在同樣受側向力200N之下
20N的輪子 位移 10mm
60N的輪子 位移 3.33mm
哪個輪子受力時幅條張力容易歸零呢?

張力輪是由各個幅條的張力達到輪子的縱向、側向偏擺收斂
輪子偏擺、真圓改變  <==> 幅條張力變化
當輪子受力導致偏擺加大時,幅條的張力落差必然也會加大
結果很明顯==>20N/mm的輪子位移量大,張力更容易歸零
側向剛性愈低的輪子,有更高的可能在受力後進入非線性不穩定的狀態
講到這或許有人會想,車輪靜態強度測試是做側向,但實際騎乘大部份時間是垂直路面行走為何不做縱向測試?

在設計一個測試項目時我會們以貼近現實,並針對弱項來做測試!

輪子的縱向剛性遠勝過側向剛性,1000N/mm起跳(受力~100kg,壓縮1mm)
整個人重量壓在輪子上也難縱向壓縮1mm,但讓側向偏移1mm一根手指頭就做的到
除非您亂搞自己的輪子不然是不用耽心輪子的縱向剛性不足
現實面上,小索相信很多人會碰到輪子偏擺,但是很少人會騎到輪框扁掉、折成好幾節
這也是為何ISO會用側向施力來做車輪靜態強度測試==>針對弱項

而ISO還有另一個動態的疲勞測試,小索之前有送測過,75萬前的跳塊,看輪子會不會解體
這就是所謂==>貼近現實
https://www.facebook.com/soleroadbike/posts/1338367426233203


最後再貼一下10年前的縱向剛性測試,一般人會覺得框高愈高,輪子的縱向剛性就愈高
其實還真不見得
框高最高的ZIPP808反而是縱向剛性最低的

輪子本身是系統性的結構,單以材料的特性來解讀輪子的性能會有非常多的問題
一切都應以編成輪組後測試的結果來判定,ISO所有的測試都是這麼做的

框高愈高、幅條愈粗輪子的剛性當然就更好
想當然爾,這都會增加輪子的重量

那大廠到底是如何做出又輕剛性又好的輪子??
我想觀看的角度就有很大的不同,輪組系統輪組組裝的差異吧!


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