一种网状结构车架及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种网状结构车架，包括车架本体，其特征在于：所述的车架本体横截面由内向外依次为碳纤维内辅助层、碳纤维网格加强筋结构、碳纤维外辅助层，所述的碳纤维内辅助层、碳纤维网格加强筋结构和碳纤维外辅助层紧密结合在一起。本发明还包括上述网状结构车架的制作方法。本发明所述的网状结构车架，避免了单纯网格状加强筋结构的表面有太多的空隙导致气流回旋，进而加大了风阻；同时也可以加固加强筋的稳定性，从而给骑行者在提升刚性/重量比的同时又可以维持与普通结构设计一样的风阻，另外交叉编织的加强筋结构也可以提升抗扭强度，提升骑行者的操控性。
【专利说明】一种网状结构车架及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自行车架领域，特别涉及一种网状结构车架及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 碳纤维结构自行车车架的诞生，虽然革命性地改变了并降低了自行车的重量，同 时也提升了强度、刚性，但对于精益求精的选手们，刚性/重量比还是无法满足追求者的需 求，同时也给了设计者造就了很大的发挥空间，普通的碳纤维车架结构是采用叠层的方式， 此结构在重量/刚性上没有优势，也就是刚性/重量比较差，需要提升刚性必需有足够的重 量来支持。
[0003] 曾经有设计者将主要部件做成编织的网状结构，此结构的刚性/重量比是有得到 明显的提升，但由于网状的部件有很多空隙，骑行时会使气流无法顺畅的避开，相反还会使 气流回旋，从而大大增加了骑行的阻力，这样一来，虽说结构刚性有，重量也较轻，但风阻加 大了，所以也是无法改善骑行的速度。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的在于提供能够有效提升刚性/重量比的同时又可以 降低风阻、提升抗扭强度的网状结构车架及其制作方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种网状结构车架，包括车架本 体，其特征在于：所述的车架本体横截面由内向外依次为碳纤维内辅助层、碳纤维网格加强 筋结构、碳纤维外辅助层，所述的碳纤维内辅助层、碳纤维网格加强筋结构和碳纤维外辅助 层紧密结合在一起。
[0006] 优选的，所述的碳纤维网格加强筋结构中的加强筋数量为3-9条。
[0007] 优选的，所述的碳纤维网格加强筋结构中的交叉网状结构的交叉角度优选为 30_60 度。
[0008] 本发明还包括上述网状结构车架的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009] 步骤1 :首先制作网格加强筋结构的辅助治具，在辅助治具上缠绕交叉的网状结 构，即得网格加强筋结构；
[0010] 步骤2 :在网格加强筋结构外表面上贴上辅助层，然后通过预充气在内表面也贴 上辅助层；
[0011] 步骤3 :最后将其组成车架结构，并通过模具型腔在高温高压下成型，即得网状结 构车架。
[0012] 优选的，所述的碳纤维网格加强筋结构中的加强筋数量为3-9条。
[0013] 优选的，所述的碳纤维网格加强筋结构中的交叉网状结构的交叉角度优选为 30_60 度。
[0014] 采用上述技术方案，本发明所述的网状结构车架，避免了单纯网格状加强筋结构 的表面有太多的空隙导致气流回旋，进而加大了风阻；同时也可以加固加强筋的稳定性，从 而给骑行者在提升刚性/重量比的同时又可以维持与普通结构设计一样的风阻，另外交叉 编织的加强筋结构也可以提升抗扭强度，提升骑行者的操控性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明所述的网状结构车架示意图；
[0016] 图2为本发明所述的网状结构车架剖视图；
[0017] 图3为现有技术中普通碳纤维结构车架剖面示意图；
[0018] 图4为现有技术中普通网格状加强筋结构车架剖面示意图；
[0019] 图5为本发明所述的车架评估方法示意图；
[0020] 其中：1.车架本体、101.座管、102.上管、103.头管、104.下管、11.碳纤维内辅助 层、12.碳纤维网格加强筋结构、13.碳纤维外辅助层。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明做进一步说明。
[0022] 如图1、图2所示，一种网状结构车架，包括车架本体1，车架本体1包括座管101、 上管102、头管103、下管104等部位，与现有技术中普通碳纤维结构车架（见图3)和普通 网格状加强筋结构车架（见图4)相比，本发明的发明点在于车架本体1横截面由内向外依 次为碳纤维内辅助层11、碳纤维网格加强筋结构12、碳纤维外辅助层13,所述的碳纤维内 辅助层11、碳纤维网格加强筋结构12和碳纤维外辅助层13紧密结合在一起。同时，所述的 碳纤维网格加强筋结构12中的加强筋数量可以根据实际产品的定位需求设置，优选为3-9 条，且碳纤维网格加强筋结构12中的交叉网状结构的交叉角度交叉的角度可以依部件管 形需求做调整，优选为30-60度。
[0023] 本发明还包括上述网状结构车架的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0024] 步骤1 :首先制作网格加强筋结构的辅助治具，在辅助治具上缠绕交叉的网状结 构，即得网格加强筋结构；所述的碳纤维网格加强筋结构中的加强筋数量为3-9条；碳纤维 网格加强筋结构中的交叉网状结构的交叉角度优选为30-60度；
[0025] 步骤2 :在网格加强筋结构外表面上贴上辅助层，然后通过预充气在内表面也贴 上辅助层；
[0026] 步骤3 :最后将其组成车架结构，并通过模具型腔在高温高压下成型，即得网状结 构车架。
[0027] 具体的，通过下述车架刚性评估来评估车架的刚性：通过将自行车车架的勾爪固 定平置，以头管的中心点为支点，在头管内固定一横杆，在横杆距头管中心IOOcm处施加 IOkgf荷重，在距头管中心40cm处测变形量来评估其刚性（见图5)，依据本发明设计所实 施的加强筋的数量不同改变车架的刚性，自行车车架刚性计算公式为：
[0028] k = F*L/ α , α =Λ χ*360/2 π I
[0029] 公式中：k为车架刚性（单位：Ν· m/° );
[0030] F为施加的力（单位：N);
[0031] L为车架头管中心至施力点的距离（单位：m);
[0032] α为变形后初始状况的夹角（单位：° );
[0033] Λ x为量测点的变形量（单位：mm);
[0034] Λ t为车架头管中心至量测点的距离（单位：mm)。
[0035] 针对不同加强筋数量所获得的自行车车架刚性如下：
[0036]
【权利要求】
1. 一种网状结构车架，包括车架本体，其特征在于：所述的车架本体横截面由内向外 依次为碳纤维内辅助层、碳纤维网格加强筋结构、碳纤维外辅助层，所述的碳纤维内辅助 层、碳纤维网格加强筋结构和碳纤维外辅助层紧密结合在一起。
2. 根据权利要求1所述的一种网状结构车架，其特征在于：所述的碳纤维网格加强筋 结构中的加强筋数量为3-9条。
3. 根据权利要求1所述的一种网状结构车架，其特征在于：所述的碳纤维网格加强筋 结构中的交叉网状结构的交叉角度为30-60度。
4. 一种权利要求1所述的网状结构车架的制作方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1 :首先制作网格加强筋结构的辅助治具，在辅助治具上缠绕交叉的网状结构，即 得网格加强筋结构； 步骤2 :在网格加强筋结构外表面上贴上辅助层，然后通过预充气在内表面也贴上辅 助层； 步骤3 :最后将其组成车架结构，并通过模具型腔在高温高压下成型，即得网状结构车 架。
5. 根据权利要求4所述的网状结构车架的制作方法，其特征在于，所述的碳纤维网格 加强筋结构中的加强筋数量为3-9条。
6. 根据权利要求4所述的网状结构车架的制作方法，其特征在于，所述的碳纤维网格 加强筋结构中的交叉网状结构的交叉角度为30-60度。
【文档编号】B62K19/02GK104354813SQ201410605757
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】刘五瑞, 叶庆祥 申请人:厦门碳帝复合材料科技有限公司