وتشكل أطوال الدراجات عنصراً أساسياً في عملية تصنيع الدراجات، التي يؤثر أداؤها ونوعيتها بشكل مباشر على الأداء العام للدراجات. إن اختيار المواد هو أحد العوامل الرئيسية التي تحدد أداء المواد، ومن ثم فإن التحليل المتعمق والتقييم الدقيق لأداء المواد هما أساسيان لتصميم طرود الدراجات ذات الأداء العالي والموثوقية.
وفي تصميم طرود الدراجات، ينبغي أن يركز تحليل أداء المواد على الأداء الميكانيكي والفيزيائي والكيميائي.
الأداء الميكانيكي: التركيز الرئيسي على كثافة المواد، المرونة والقدرة على الصمود. وتحدد القوة أداء المواد عند تحمل الأحمال، وتحدد درجة المرونة أداء المواد في حالة التشوه، وتعكس المرونة قدرة المادة على تحمل الصدمات.
الأداء المادي: بما في ذلك التوصيل الحراري، والكثافة، وعوامل التضخم، وما إلى ذلك. وتؤثر موصلات الحرارة على قدرة المادة على التبعثر الحراري، حيث تحدد الكثافة وزن المادة، بينما تعكس عوامل التضخّم استقرار حجم المادة عند تغير درجة الحرارة.
الأداء الكيميائي: التركيز الرئيسي على مقاومة المواد للتآكل ومقاومة الأكسدة وتحدد المقاومة للتآكل قدرة المادة على مقاومة للتآكل في مختلف البيئات، بينما تعكس مقاومة الأكسدة قدرة المادة على الاستجابة المؤكسدة في درجات حرارة مرتفعة.
تؤخذ المبادئ التالية في الاعتبار عند اختيار المواد المطورة للدراجات:
استخدام البيئة: تختلف متطلبات أداء المواد باختلاف البيئة المستخدمة، مثل الغرف، والخارج، والحرارة، ودرجة الحرارة، والرطوبة، وما إلى ذلك.
ظروف الحمل: تتطلب الأحمال المختلفة احتياجات مختلفة من حيث كثافة المواد، والمرونة، والقدرة على الصمود.
حدود الوزن: ينبغي اختيار المواد ذات الكثافة المنخفضة في التطبيقات التي تحتاج إلى كمية أقل.
القابلية للتجهيز: إن اختيار المواد التي يسهل تجهيزها يمكن أن يزيد من كفاءة الإنتاج ويقلل من تكاليف الإنتاج.
التكلفة: اختر المواد المناسبة من حيث التكلفة تبعاً للاحتياجات.
وفيما يتعلق بسبائك الألومنيوم ومركبات الألياف الكربونية، على سبيل المثال، ترد مبادئ اختيار المواد.
سبائك الألومنيوم: تتسم سبائك الألومنيوم بدرجة عالية من القوة واللدائن، وهي مناسبة للاستخدام في تشكيل الدراجات ذات الأحمال الأكبر. وعلاوة على ذلك، فإن انخفاض كثافة سبائك الألومنيوم يساعد على تقليل وزن المركبة بأكملها. ومع ذلك، فإن سبائك الألومنيوم مرتفعة نسبيا، كما أن عملية المعالجة أكثر تعقيدا.
المركّبات المصنوعة من ألياف الكربون: تتميز المركّبات المصنوعة من ألياف الكربون بخصائص عالية القوة، وعنيدة ومنخفضة الكثافة، وهي مناسبة للاستخدام في طرود الدراجات التي تحتاج إلى كمية خفيفة وكثافة عالية. وعلاوة على ذلك، فإن مركبات ألياف الكربون لها مقاومة أكالة وأكسدة أفضل. غير أن تصنيع المركّبات المصنوعة من ألياف الكربون أعلى تكلفة، كما أن عملية المعالجة أكثر تعقيدا.
ومن بين الحلقات الرئيسية في تصميم طوابير الدراجات تحليل واختيار أداء المواد. ويتيح الفهم المتعمق لخصائص المواد الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية إجراء تقييم دقيق لأداء المواد واختيار المواد المناسبة وفقا لاحتياجات التطبيق. وفي عملية اختيار المواد، ينبغي أيضا مراعاة عوامل من قبيل البيئة، وحالة الأحمال، وحدود الوزن، وإمكانية المعالجة، والتكاليف. ومن خلال مقارنة شاملة لمختلف المواد، يمكن اختيار أنسب المواد لتطبيقات محددة، مما يؤدي إلى تحسين أداء وموثوقية أطرود الدراجات الهوائية.
