铝合金车架和碳纤维车架的优缺点是什么？

碳元素被认为是昂贵而轻巧的，而铝元素则更重更便宜。两者都是，为了所有的实际目的，足够强大的工作。如果你担心失效模式，两者都有可能出现灾难性的失效，尽管原因不同。铝合金会疲劳和应力开裂，然后失效，而碳纤维往往会因撞击损坏而失效。

不要担心车架失效，它是会发生的，但说实话，我见过很多人打着绷带，打着石膏，在医院里骑着完全可以骑的自行车，而我个人从未见过有人因为车架断裂而受重伤。

我一直在研究这个问题，并在当地的自行车店询问，因为我想买一辆现代公路车。就故障而言–与钢相比，铝和碳都很脆，而且我听说（都是无凭无据的）它们现在都和对方一样容易发生故障。钢材也会出现故障，记得吗？我很想知道关于不同框架材料的故障率的文章。有一家自行车店告诉我，碳纤维的裂缝可以在一定程度上修复，显然是通过在裂缝中注入树脂，然后将其烘烤在一起，而铝的裂缝，显然很难焊接在一起。然而，他想卖给我一辆碳纤维自行车！

理论上，碳纤维的结构可以使车架具有不同的特性–在需要刚性的地方有刚性，在需要柔性的地方有柔性。它可以提供比铝材更顺畅的骑行体验。

不过，我怀疑你可以用任何一种材料做出糟糕的车架！你可以尝试骑一下这两种型号的车架，看看是否有更好的骑行体验。

编辑：这里有一段两款车架的压力测试视频。虽然不是最科学的，但这个特别的碳纤维车架比那个特别的铝制车架承受的压力更大。你会怎么看呢？http://www.pinkbike.com/video/243228/

我恰好拥有两辆除车架外几乎一模一样的山地车。一辆是铝制（Orbea），配Niner碳纤前叉。而另一辆全碳的Niner与Niner碳前叉。我当时在找Niner碳纤车架，发现了一辆整车，这样的价格我就买了。两款都是单速和无管。全碳的轮胎是2.1，而铝合金的是2.25。

碳纤维只是普通的骑行和性能更好

• 柔软的骑行
• 更有效的踏板动作
• 更轻 - 更容易跳的前端和后端
• 采取颠簸更好 同样的部分的根/岩石，我得到的反弹少在碳纤维和它有较小的轮胎

成本

• 优势铝

骑

• 优势碳纤维。 踏板效率

• 碳纤维的优势。 它的侧向弯曲较小。碳纤维可以有一个不对称的弯曲模式。

寿命

• 碳纤维的优势。碳纤维不会疲劳。你骑一辆铝制自行车足够长的时间，它就会失效。

灾难性的失效

• ???? 这就是我认为铝制自行车被赋予了我认为的虚假优势。如果我压碎了一个铝罐，如果它没有断裂，那又如何–它失败了。如果你把铝压过了屈服点，它可能不会断裂，但相对于骑手来说，它的失败是一种灾难性的方式。如果铝材的应力超过了屈服点，它就会显著变形，你就会倒下。前胎碰到车架，你就会倒下。车架/前叉必须更换。从骑手的角度来看，这是一个灾难性的故障。根据严格的定义，一个材料科学家会说，不，那不是灾难性的故障，因为铝的塑性变形–那不是脆性故障。所以为了公平起见，判断铝与碳的屈服点。而且你需要对自行车进行测量，但大多数情况下，碳纤维自行车会有更高的屈服点。我认为碳纤维更有优势，

• 铝合金更有优势， 如果你拿锤子砸自行车，你可以先砸死碳纤维。当碳纤维前叉出现的时候，有很多人担心它们没有那么坚固。前叉需要承受很大的压力，今天你看到了很多碳纤维前叉。 铝合金与碳纤维自行车对比

至于防撞性。在失效前屈服的材料能吸收更多的能量 汽车之所以能通过主要的碰撞测试，是因为它们是由冷轧钢制成的。这种特性可以减少受害者的G负荷，这是其他任何材料都无法比拟的。与能量吸收能力关系最密切的材料特性叫做伸长率。伸长率是指在材料实际分解之前，但在它开始屈服之后发生的事情。碳纤维的伸长率非常小，而6061-T6的伸长率为10-13%。工程师们知道这一点，所以正在做各种工作来改善碳纤维的能量吸收，例如使用PEEK作为树脂。CF确实会吸收一些能量，尤其是在剪切力下加载时，但金刚石框架管基本上不是这样加载的。虽然有一些扭转弯曲，特别是在头管附近，但构件是以拉伸和压缩方式加载的。前叉腿几乎没有剪切力，因此有人抱怨CF前叉会断裂。IMO CF前叉与大多数铝制前叉相比是很危险的。

有一个问题是，碳纤维是否是合适的材料，比方说BMX车架。GT做了一个好看的箱梁车架，叫UB2。问题是工厂的骑手不愿意骑它，于是又回到了铝制，至少在一段时间内是这样，因为他们说的UB2很迟钝，尤其是出弯时。最近了解到这个投诉后，我一直在调查碳纤维中树脂的粘弹性特性是否有可能吸收骑手的能量，看来很可能是这样。我们还有一个线索，因为碳纤维制成的公路车架因其阻尼特性而受到称赞，所以可能有一个公路车架的优势，实际上是一个门槛起步的劣势。一些顶级的职业BMX车手也坚持使用铝制车架，我们可能有一个线索，这是为什么呢？碳纤维结构的树脂含量为40-50%，事实证明，在剪切和扭转方向，碳纤维增强聚合物吸收的能量是铝的8倍，约为3-4%。实际上塑料与金属配合使用，可以减震消能。它有一个名字，就是 “约束层减震"。你把粘弹性材料放在结构体系中，它就会对体系进行阻尼，通过耗散能量来降低应力。