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Dec 23, 2023

MXA 技術仕様: ハンドルバーについて知らないこと

剛性は 3 乗に増加します。 強度の直径増加率の 2 乗。 ハンドルバー設計者にとって最も懸念されるのはクラッシュです。 ハンドルバーはロングレバーマウントです

剛性は 3 乗に増加します。 強度の直径増加率の 2 乗。

ハンドルバー設計者にとって最も懸念されるのはクラッシュです。 ハンドルバーはバイクの最上部に取り付けられた長いレバーです。 バイクが側転してトラックを走行するとき、バーには信じられないほどの力がかかることがあります。 簡単に 20 G について話します。 さらに悪いことに、予測できない方向とさまざまなレベルの強さからバーに力がかかることです。 人体が加える荷重を超える強度のハンドルバーを構築するのは簡単です (12 G は限界を超えています)。 本当の課題は、酷使に耐えながらもライダーに弾力性と快適さを提供できるバーを構築することです。

負荷がかかる場所。 ジャンプから激しく着地したり、フープを打ち破ったりすると、ライダーのエネルギーがフォークチューブの角度と一致する軸を介してバーに伝達されます。 ハンドルバーのメーカーが実験室テストで同様の負荷を再現することは非常に簡単です。 ただし、現実の衝突では、バーの端にはあらゆる方向から荷重がかかります。 研究所がこれらの影響のレベルと方向を再現することは不可能です。

チューブ径のメリット。 同じ肉厚の同じ材料を使用して、より大きな直径のチューブを製造した場合、その強度と剛性は直径サイズの増加とともに指数関数的に増加します。 それはどういう意味ですか？ これは、7/8 インチのバーに使用されているのと同じ素材を使用して 1-1/8 インチのバーを作成した場合、大きいバーの剛性は 2.1 倍、強度は 1.7 倍になることを意味します。 (剛性は 3 乗に増加し、強度は直径増加率の 2 乗に増加します。)

丸いのが良いですね。 壁が厚いチューブは、より強く、より硬く、より重く、より丈夫になります。 ハンドルバーのチューブの丸いプロファイルを変形させることなく、より強い衝撃に耐えることができるため、硬いほど良いです。 バーが丸い形状を維持している限り、元の降伏強度レベルまでのあらゆるものに耐えることができます。 ソーダストローについて考えてみましょう。 ソーダストローを持って曲げてみてください。 抵抗のレベルを感じますか？ 次に、真ん中に小さな切り込みまたはへこみを入れます。 さて、ストローを切り込みの部分で曲げたり折りたたんだりするのに、どれほど小さな力しかかからないことがわかりますか? チューブの丸い輪郭を変える凹みがあると、ストローとハンドルバーに弱点が生じます。

得るためには与えなければなりません。 弾性とは、チューブの曲がりの度合いを指します。 これはハンドルバーの剛性の質を表すため、剛性とは異なります。 これが、アルミニウムがハンドルバーの素材として非常に優れている理由です。 鋼やチタンを上回るだけでなく、ヒステリシスも優れています。 「ヒステリシス」とは、金属の内部摩擦を指します。 バーのフレックスはバネのように機能します。 アルミニウムは高度なヒステリシスを備えているため、曲げ衝撃を緩和する能力が優れています。 スケールの対極にあるのはスチールです。 スチールはヒステリシスが最も小さく、バネが最も大きくなります。 跳ね返る「バネ」はライダーの手と前腕を消耗させます。 チタンのスプリングはスチールとアルミニウムの中間に位置します。

磨耗します。 ペーパークリップを前後に曲げると、最終的には折れてしまいます。 金属のチューブは曲げられるたびに弱くなります。 曲げれば曲げるほど弱くなります。 ハンドルバーの設計者は、バーが曲がりすぎないようにバーを硬くすることでこれに対抗します。 アルミニウムバーは粒子が大きいため、曲がりすぎると非常に懸念されます。 金属をレンガの壁として想像すると、金属の粒子構造を理解できます。 レンガが小さいほど、構造全体に応力がより均等に分散されます。 小さな亀裂が形成されると、各レンガの周りをジグザグに進む必要があるため、亀裂が広がるのが難しくなります。 鋼鉄のすべての分子構成要素は、小さな完璧な形状のレンガで作られた壁のように結合します。 アルミニウムは、より大きな不規則な形のレンガで作られたレンガ壁のようなものです。 レンガはあまりぴったりとくっついておらず、レンガの間には大きな隙間があります。 粒子が大きくなると、応力の分散が不均一になり、大きな「ブロック」の周囲に亀裂が急速に広がります。