自転車のフレームの製造に使用される主な材料には、スチール、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金、スカンジウム合金、カーボンファイバーなどが含まれます。一般に市販されているフレームはスチール、アルミニウム合金、チタン合金、カーボンファイバーで作られています。スカンジウム合金とマグネシウム合金は比較的新しく、あまり一般的ではない材料です。
これらの材料の特性を理解するには、いくつかの基本的な概念とパラメータを知る必要があります。
1. 強さ。永久変形を引き起こすほど重い重りが金属棒のもう一方の端にぶら下がっていることを想像してください。つまり、重りを取り除いても、金属棒は曲がったままで、元の形状に完全に戻ることができません。これを収量といいます。降伏を達成するために必要な力は材料によって異なります。これを強さといいます。強度はフレームの耐久性に関係しますが、乗り心地の品質には関係しません。強度は材料の降伏強度によって決まります。降伏強度は、フレーム チューブの品質、熱処理プロセス、合金組成 (一部のブランドの場合) に大きく影響されます。
2. 剛性 (剛性) は次のように説明できます。一端がクランプに固定された金属棒を想像してください。もう一方の端に重みがかかり、ロッドが一時的に曲がります。重みを取り除くとロッドはすぐに元の形状に戻ります。異なる材料に同じ重量を加えると、異なる程度の曲がりが生じます。これが硬さです。自転車フレームは通常の走行中に最も変形しやすいため、剛性は乗り心地に影響します。剛性は材料の弾性率によって決まりますが、重要なことに、弾性率は金属の品質や合金の組成には依存しません。たとえば、すべての種類の鋼は本質的に同じ弾性率を持っています。
