Die Steifigkeit (im Gegensatz zur Festigkeit) jedes Fahrrads ist wichtig für die Treteffizienz, insbesondere beim Bergauffahren oder beim Versuch, vorwärts zu kommen. Sie kann durch das endliche Ausmaß an Verformung oder Biegung des gesamten Fahrzeugs definiert werden, das durch die auf die Pedale ausgeübten Kräfte verursacht wird, während der Reifen tatsächlich und augenblicklich auf der Straße „fixiert“ ist. Die endliche Verformung oder Biegung des gesamten Fahrrads umfasst: Reifen, deren Querschnitt und Druck, Felgen, Gabeln, Kurbeln, Lenkersystem und Sattelstütze usw., aber am wichtigsten ist der Rahmen selbst! Die Energie, die diese Verformungen verursacht hat, geht für den eigentlichen Zweck des Antriebs praktisch unwiederbringlich verloren. Einrohr-Klapprahmen biegen sich unter Last stärker als herkömmliche Rahmen mit vorderem Dreieck – keine Überraschung!
Die Definition und Messung der Steifigkeit eines Rahmens ist kein einfaches Problem. Viele Leute haben es versucht. Zunächst müssen wir die „Rahmenauslenkung“ quantitativ definieren, die tatsächlich auf viele Röhren verteilt ist und Energie speichert. Glücklicherweise sind die meisten dieser Rohre direkt oder indirekt mit BB-Röhren verbunden. Da die Kraft auf das massive Tretlagerrohr ausgeübt wird, können wir dessen Verschiebung bequem beobachten. In unserem Modell schlagen wir vor, die beobachtbare Verschiebung des BB als Definition der gesamten Verformungsenergie zu messen – was experimentell getestet wird.
Wie jede Einheit in der Physik verfügt BB über 6 unabhängige Freiheitsgrade, normalerweise orthogonal X, Y, Z (linear) und A, B, C (winklig), wie in Abbildung 3 dargestellt. Offensichtlich, da es keine kraftbeaufschlagte Komponente gibt im Test ist die Verschiebung in Z-Richtung vernachlässigbar; C ist aufgrund der Peilung des BB Null. Es gibt also vier unterschiedliche Verformungsmaße, die anhand der auf das Pedal ausgeübten Kraft aufgezeichnet werden. Das erste Verformungspaar sind vorübergehende X- und Y-Verschiebungen um den Schwerpunkt des Tretlagerrohrs; Das zweite Paar ist die Drehung des BB-Rohrs, dargestellt durch die Winkel A und B der Z-Vorne-Hinten-Achse und der Y-Vertikalachse. Diese vier Verformungsdimensionen sind per Definition in der klassischen Physik „linear“ (proportional zur ausgeübten Kraft und kehren in die ursprüngliche Position zurück, nachdem die ausgeübte Kraft ohne bleibende Verformung entfernt wurde). Diese Freiheitsgrade und Verformungen sind größtenteils unabhängig und müssen separat betrachtet werden, und nach der klassischen Physik ist ihre gespeicherte Energie additiv. Für die Zwecke dieser Studie gab es möglicherweise kleine Querbegriffe, diese wurden jedoch ignoriert.
Tianjin Panda-Gruppewird die Fahrradforschung weiter verbessern und mehr Mountainbikes herstellen, die den Bedürfnissen von Radfahrern gerecht werden.
