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【什么是几何？】
我们讲的几何就是零件的长短粗细大小形状等等。不管车架车叉车轮，任何零件都有几何。一个零件，要是没有大小形状，那这个零件还存在不呢？还能说有这个零件吗？几何有什么用？我们讲的几何包括力学强度机械结构人机工程学在内，是综合的几何。这正是我们【平把公路车吧】高明所在，其他贴吧就比较业余，还没认识到这种层次，还停留在fitting那种比较肤浅的只有长短、“尺寸”的层次。自行车不存在没有几何的强度，材料强度和几何强度双重构成车架强度，也就是说，讲车架强度，不能不谈几何只讲材料，用材料强度代替车架强度是偷换概念，挂羊头卖狗肉。几何将材料性能进行发挥才形成了车架这个零件的强度。几何的好与坏直接影响性能，没有正确合理的几何就谈不上任何性能，甚至不能说其具有功能或使用价值。另外，几何把强度和刚度在车架上建立起联系，绝不是不相干的两件事。按照材料学的观点，孤立片面地用材料性能来说明车架问题，就会出现错误，如：如果从钢的强度高允许的变形量大能推知钢架弹性变形比铝架大，那么按此法，也就是按从材料性能推知车架性能的方法，钢的弹性模量是铝合金的3倍，也就是说钢的刚度是铝合金的3倍，就会得出钢架弹性变形比铝架小的结论。这两个自相矛盾的结论就证明了这种推理方法是错误的。
我们讲的几何就是零件的长短粗细大小形状等等。不管车架车叉车轮，任何零件都有几何。一个零件，要是没有大小形状，那这个零件还存在不呢？还能说有这个零件吗？几何有什么用？我们讲的几何包括力学强度机械结构人机工程学在内，是综合的几何。这正是我们【平把公路车吧】高明所在，其他贴吧就比较业余，还没认识到这种层次，还停留在fitting那种比较肤浅的只有长短、“尺寸”的层次。自行车不存在没有几何的强度，材料强度和几何强度双重构成车架强度，也就是说，讲车架强度，不能不谈几何只讲材料，用材料强度代替车架强度是偷换概念，挂羊头卖狗肉。几何将材料性能进行发挥才形成了车架这个零件的强度。几何的好与坏直接影响性能，没有正确合理的几何就谈不上任何性能，甚至不能说其具有功能或使用价值。另外，几何把强度和刚度在车架上建立起联系，绝不是不相干的两件事。按照材料学的观点，孤立片面地用材料性能来说明车架问题，就会出现错误，如：如果从钢的强度高允许的变形量大能推知钢架弹性变形比铝架大，那么按此法，也就是按从材料性能推知车架性能的方法，钢的弹性模量是铝合金的3倍，也就是说钢的刚度是铝合金的3倍，就会得出钢架弹性变形比铝架小的结论。这两个自相矛盾的结论就证明了这种推理方法是错误的。
【车架的几何强度设计】
自行车的车架在使用中，承受的最大负载是人体重力，力学上主要承受竖直平面内的弯曲变形和弯曲应力。
车架以中性层为界，上部受到压缩下部受到拉伸，这就是弯矩作用的特点。上下两端承受了最大应力和产生了最大变形量。
车架的最危险截面在头管处，此处承受弯矩大，几何形状发生变化，又是各种管材的结合部，存在焊缝等，有着明显的应力集中，这导致车架常见的破坏一般都发生在头管处——哪里薄弱哪里破坏，最短板的高度决定水的高度。所以头管处，上管和下管的截面形状直接关系到车架强度的大小。自行车受力是带有方向性的，所以强度也要带有方向性，以适应外力。当材料更多地集中到上下两端时，并且更为粗大时，抗弯截面模量和惯性矩更大，强度更高，这样材料能更有效地发挥强度和结构作用，使用同样的强度材料能够获得更高的强度与重量之比。同时，几何对于强度和刚度有双重的协调加强作用，即车架的强度刚度都与EI，也就是杨氏模量与惯性矩的乘积成正比。典型结构优化的抗弯型钢的代表就是工字钢。在自行车上的应用就是采用三角形或梯形上管和下管的异型管材。
这也是为什么碳架和铝合金架被誉为“几何优势架”，占据了高强度低重量优势的根本原因。
另外，车架的最大应力一般发生在头管下端或者说最危险的是头管下端，下管更为粗大，对于强度较为有利，所以下管在此处粗大和锥形头管或国际象棋形的头管更为合理。
如果不讲几何就会出现如下的偏差：
【谣言：弹簧和钢架都是钢的，所以钢架也像弹簧一样减振。】
【解析】钢架不是弹簧，也没有弹簧的几何形状，所以也不会像弹簧一样减振。菜刀是钢的，车架也是钢的，是不是不分青红皂白只要是钢就能切东西？车架是三角形稳定结构组成，设计上是保强度保刚度，不允许其产生大变形。而弹簧是螺旋形，就是利用其变形而吸收振动能量，设计出发点是完全相反的。
【谣言：钢能发生很大的变形能够恢复而不折，所以韧性好】
【解析】这是把一些薄钢板、弹簧、钢丝等特定几何形状的钢制零件所体现出来的性能误认为是某种钢材的性能，甚至当成所有钢的性能。这种用个性特征得出共性结论的过程是极其错误的。变形量与应力成正比，大变形意味着大应力，大应力下不折，说明的是某些钢材的高强度，而非高韧性。常见的弹簧能发生很大的变形，弹簧是钢的，看起来似乎钢很有韧性。但事实上制造弹簧的钢韧性很差，制造过程中要进一步降低其韧性，增加脆性，必须使弹簧做到“宁折不弯”。把钢制成螺旋形的弹簧，变得能伸缩有韧性，若制成钢砖钢管钢柱又如何能如此变形能力？如果把大变形量就认为是钢的韧性，那么钢只会比铝糟糕很多，因为钢的弹性模量是铝的3倍，变形比铝困难。
【谣言：关于金属疲劳】
A.钢没有金属疲劳，铝有疲劳，所以钢架强度比铝架高。
B.钢的疲劳强度高，铝的疲劳强度低，所以钢架比铝架寿命长。
C.钢的疲劳极限高，所以小的力不足以超过疲劳极限，所以不参加疲劳累积，铝疲劳极限低，即使受了很小的力也疲劳累积，所以铝架寿命低。
【解析】
A.B.C.看似一个比一个专业，越来越看不懂，实际上全是错的。也就是说前面说的所有话，都得不出钢架比铝架强的结论，甚至想当然地认为钢架比铝架强本身就是错的，【钢架不一定比铝架强，可能甚至更弱】这才是真相。
A.材料的疲劳是普遍存在的，绝不是钢不疲劳，铝疲劳。
B.材料的强度不等于车架的强度，也就是说，山珍海味能不能变成美味佳肴要看厨师的手艺，要看厨师有没有用心去烹饪。材料的性能要靠工程师设计成合理的几何形状来发挥，并且把正确的材料用在正确的地方上，之后，还要靠合理的制造工艺来实现。作为自行车的使用者而非设计者，直接关心的就是车架的强度，而非车架材料的强度，材料强度高而车架强度低是完全正常的事。
C.零件的破坏都是由内部应力导致，不管受外力多大，只有其内部产生的应力大才会破坏。应力可以看做材料内部的一种压强，应力和强度的单位是MPa，不是N，这就可以看出应力和力的区别。疲劳曲线的坐标也是应力而不是力。如果说“车架受力，就如何如何”，那完全是想当然的。因为那样就越过了受力的环境——几何。不管材料的疲劳极限是高还是低，只有受力产生的应力超过疲劳极限才参与疲劳累积。也就是说，不管受多大力，必须而且只能看产生多大应力，而这个应力又能对车架产生多大的影响。力大不等于压强大，同等力不等于同压强。对于高端轻量化钢架来讲，受同等力，钢架应力大，铝架应力小。钢的弹性模量比铝高，变形困难，而钢架变形却比铝架大，此消彼长，大变形即大应力，就是说钢架比铝架产生了大得多的应力，几何劣势极其明显，力学环境极其恶化，强度特别吃紧，必须靠高成本的高材料和制造工艺保证强度。碳架铝架合理的几何结构可大幅度减小受外力时所产生的应力，把车架制造成合理的几何形状才是极为重要的事。疲劳极限等等问题，都应直接考察车架性能，越过车架谈材料是隔着锅台上炕做法。
金属的疲劳曲线：
不知各位有没有发现？内走线车架一般都把过线孔开在侧面，而非上下两端，这就是为了避免削弱强度最大应力点的强度。
自行车的车架在使用中，承受的最大负载是人体重力，力学上主要承受竖直平面内的弯曲变形和弯曲应力。
车架以中性层为界，上部受到压缩下部受到拉伸，这就是弯矩作用的特点。上下两端承受了最大应力和产生了最大变形量。
车架的最危险截面在头管处，此处承受弯矩大，几何形状发生变化，又是各种管材的结合部，存在焊缝等，有着明显的应力集中，这导致车架常见的破坏一般都发生在头管处——哪里薄弱哪里破坏，最短板的高度决定水的高度。所以头管处，上管和下管的截面形状直接关系到车架强度的大小。自行车受力是带有方向性的，所以强度也要带有方向性，以适应外力。当材料更多地集中到上下两端时，并且更为粗大时，抗弯截面模量和惯性矩更大，强度更高，这样材料能更有效地发挥强度和结构作用，使用同样的强度材料能够获得更高的强度与重量之比。同时，几何对于强度和刚度有双重的协调加强作用，即车架的强度刚度都与EI，也就是杨氏模量与惯性矩的乘积成正比。典型结构优化的抗弯型钢的代表就是工字钢。在自行车上的应用就是采用三角形或梯形上管和下管的异型管材。
这也是为什么碳架和铝合金架被誉为“几何优势架”，占据了高强度低重量优势的根本原因。
另外，车架的最大应力一般发生在头管下端或者说最危险的是头管下端，下管更为粗大，对于强度较为有利，所以下管在此处粗大和锥形头管或国际象棋形的头管更为合理。
如果不讲几何就会出现如下的偏差：
【谣言：弹簧和钢架都是钢的，所以钢架也像弹簧一样减振。】
【解析】钢架不是弹簧，也没有弹簧的几何形状，所以也不会像弹簧一样减振。菜刀是钢的，车架也是钢的，是不是不分青红皂白只要是钢就能切东西？车架是三角形稳定结构组成，设计上是保强度保刚度，不允许其产生大变形。而弹簧是螺旋形，就是利用其变形而吸收振动能量，设计出发点是完全相反的。
【谣言：钢能发生很大的变形能够恢复而不折，所以韧性好】
【解析】这是把一些薄钢板、弹簧、钢丝等特定几何形状的钢制零件所体现出来的性能误认为是某种钢材的性能，甚至当成所有钢的性能。这种用个性特征得出共性结论的过程是极其错误的。变形量与应力成正比，大变形意味着大应力，大应力下不折，说明的是某些钢材的高强度，而非高韧性。常见的弹簧能发生很大的变形，弹簧是钢的，看起来似乎钢很有韧性。但事实上制造弹簧的钢韧性很差，制造过程中要进一步降低其韧性，增加脆性，必须使弹簧做到“宁折不弯”。把钢制成螺旋形的弹簧，变得能伸缩有韧性，若制成钢砖钢管钢柱又如何能如此变形能力？如果把大变形量就认为是钢的韧性，那么钢只会比铝糟糕很多，因为钢的弹性模量是铝的3倍，变形比铝困难。
【谣言：关于金属疲劳】
A.钢没有金属疲劳，铝有疲劳，所以钢架强度比铝架高。
B.钢的疲劳强度高，铝的疲劳强度低，所以钢架比铝架寿命长。
C.钢的疲劳极限高，所以小的力不足以超过疲劳极限，所以不参加疲劳累积，铝疲劳极限低，即使受了很小的力也疲劳累积，所以铝架寿命低。
【解析】
A.B.C.看似一个比一个专业，越来越看不懂，实际上全是错的。也就是说前面说的所有话，都得不出钢架比铝架强的结论，甚至想当然地认为钢架比铝架强本身就是错的，【钢架不一定比铝架强，可能甚至更弱】这才是真相。
A.材料的疲劳是普遍存在的，绝不是钢不疲劳，铝疲劳。
B.材料的强度不等于车架的强度，也就是说，山珍海味能不能变成美味佳肴要看厨师的手艺，要看厨师有没有用心去烹饪。材料的性能要靠工程师设计成合理的几何形状来发挥，并且把正确的材料用在正确的地方上，之后，还要靠合理的制造工艺来实现。作为自行车的使用者而非设计者，直接关心的就是车架的强度，而非车架材料的强度，材料强度高而车架强度低是完全正常的事。
C.零件的破坏都是由内部应力导致，不管受外力多大，只有其内部产生的应力大才会破坏。应力可以看做材料内部的一种压强，应力和强度的单位是MPa，不是N，这就可以看出应力和力的区别。疲劳曲线的坐标也是应力而不是力。如果说“车架受力，就如何如何”，那完全是想当然的。因为那样就越过了受力的环境——几何。不管材料的疲劳极限是高还是低，只有受力产生的应力超过疲劳极限才参与疲劳累积。也就是说，不管受多大力，必须而且只能看产生多大应力，而这个应力又能对车架产生多大的影响。力大不等于压强大，同等力不等于同压强。对于高端轻量化钢架来讲，受同等力，钢架应力大，铝架应力小。钢的弹性模量比铝高，变形困难，而钢架变形却比铝架大，此消彼长，大变形即大应力，就是说钢架比铝架产生了大得多的应力，几何劣势极其明显，力学环境极其恶化，强度特别吃紧，必须靠高成本的高材料和制造工艺保证强度。碳架铝架合理的几何结构可大幅度减小受外力时所产生的应力，把车架制造成合理的几何形状才是极为重要的事。疲劳极限等等问题，都应直接考察车架性能，越过车架谈材料是隔着锅台上炕做法。
金属的疲劳曲线：
不知各位有没有发现？内走线车架一般都把过线孔开在侧面，而非上下两端，这就是为了避免削弱强度最大应力点的强度。
【关于车架的若干观点】
1.车架是自行车的核心。
2.几何是车架的核心。
3.有什么样的几何就有什么样的性能和外观。
4.外观高于性能。——谁也不会买看起来没有好感的车。
8.材料决定几何。——碳架铝架是几何优势架，钢架钛架是几何劣势架。碳纤维和铝合金密度低容易成型，便于形成力学上更加合理、气动的几何。
9.车架要有具有符合时代特征的几何。（如上图）——手机不论性能好坏，第一得是触屏，这就是时代特征，没触屏就没性能。钢架钛架哪种早已被淘汰的几何即使价格再贵也显得不上档次，锈迹斑斑的钢架车只会被人误认为廉价车，根本不值得花那么多钱。
10.更多的材料才能形成更多的几何。
11.车架不是越轻越好，有一分重量就有一分好处。——如果不是为了强度，车架1kg也不需要，反过来说，多了1kg必然多了1kg的强度
12.车架的强度有整体强度有局部强度，强度带有方向性。
13.圆的头管和立管在加工上管和下管的时候更容易一些，你们猜猜这是为什么？
14.细比薄更有害。
15.头管长，上管和下管距离远有利于车架强度。
1.车架是自行车的核心。
2.几何是车架的核心。
3.有什么样的几何就有什么样的性能和外观。
4.外观高于性能。——谁也不会买看起来没有好感的车。
8.材料决定几何。——碳架铝架是几何优势架，钢架钛架是几何劣势架。碳纤维和铝合金密度低容易成型，便于形成力学上更加合理、气动的几何。
9.车架要有具有符合时代特征的几何。（如上图）——手机不论性能好坏，第一得是触屏，这就是时代特征，没触屏就没性能。钢架钛架哪种早已被淘汰的几何即使价格再贵也显得不上档次，锈迹斑斑的钢架车只会被人误认为廉价车，根本不值得花那么多钱。
10.更多的材料才能形成更多的几何。
11.车架不是越轻越好，有一分重量就有一分好处。——如果不是为了强度，车架1kg也不需要，反过来说，多了1kg必然多了1kg的强度
12.车架的强度有整体强度有局部强度，强度带有方向性。
13.圆的头管和立管在加工上管和下管的时候更容易一些，你们猜猜这是为什么？
14.细比薄更有害。
15.头管长，上管和下管距离远有利于车架强度。
【车架焊缝的缺口效应】
铝合金车架焊接普遍采用氩弧焊，一般形成鱼鳞状外观，所以俗称“鱼鳞焊”（专业术语里并没有这种叫法）。
这种角焊缝在焊趾处具有明显的缺口效应，产生较大应力集中，会大幅度削弱强度。犹如食品包装袋上总是有一个小缺口，方便撕开。
所以【不是焊得越多强度越高】，而是越光滑平整圆滑过渡强度越高。凹形焊缝疲劳强度优于凸形焊缝。常见的断裂并不发生在焊缝，而发生在焊趾，也就是焊缝与母材结合部。
所以鱼鳞状焊缝并不是最为优良的焊缝，而是经过焊缝重熔修整甚至是精细打磨的，非常光滑平整的焊缝。
这里指出，工业上不能把焊缝平就叫做“平焊”，专业术语中，平焊指的是“平着焊”，而非焊缝平。平焊与角焊是同类语，平焊与鱼鳞焊非同类语。
铝合金车架焊接普遍采用氩弧焊，一般形成鱼鳞状外观，所以俗称“鱼鳞焊”（专业术语里并没有这种叫法）。
这种角焊缝在焊趾处具有明显的缺口效应，产生较大应力集中，会大幅度削弱强度。犹如食品包装袋上总是有一个小缺口，方便撕开。
所以【不是焊得越多强度越高】，而是越光滑平整圆滑过渡强度越高。凹形焊缝疲劳强度优于凸形焊缝。常见的断裂并不发生在焊缝，而发生在焊趾，也就是焊缝与母材结合部。
所以鱼鳞状焊缝并不是最为优良的焊缝，而是经过焊缝重熔修整甚至是精细打磨的，非常光滑平整的焊缝。
这里指出，工业上不能把焊缝平就叫做“平焊”，专业术语中，平焊指的是“平着焊”，而非焊缝平。平焊与角焊是同类语，平焊与鱼鳞焊非同类语。
很多器材党对气动架爬坡架以及对自行车各种技术TFS、HFS等的区分以及各种研究，归根到底是故弄玄虚，制造噱头，过分夸大不同点，而忽视了共同点。过分夸大某项设计和工艺的作用，很多情况下，使用与不使用某技术并不能产生本质区别，如下例：
有的人总说FCR3700的车架如何好，好得不得了，使用了某某技术某某工艺。制造工艺是为产品设计服务。试问，某某技术某某工艺有多好，3700的车架又比3100的车架好多少？某某工艺真的制造出明显高于3100车架的产品了么？答案是完全没有。原因总结起来就是两条：1.材料无本质区别，2.明明都是一样的几何，使用了某某技术的3700和没有使用某技术的3100都是一样的几何，并没有体现出某技术的优势，是不是液压成型都能成这种型。有没有使用了液压成型技术，看起来有本质区别，但就车架性能的结果来看，并不是有和没有的区别。3700的车架骑不坏，3100也骑不坏，结果是一样的。3100骑不坏，3700又能如何？既然低强度的车架都没人骑坏，有必要买高强度的吗？高强度的车架能比低强度的高多少？有证据吗？更强是多强，更高是多高？强了1%还是10%？是一个很小的基数上提高10%还是很大的基数上提高10%？js正是利用了非专业人士不具备相应专业技术知识的弱点，制造噱头，夸大宣传。除了车架，车轮、套件都是如此。
有的人总说FCR3700的车架如何好，好得不得了，使用了某某技术某某工艺。制造工艺是为产品设计服务。试问，某某技术某某工艺有多好，3700的车架又比3100的车架好多少？某某工艺真的制造出明显高于3100车架的产品了么？答案是完全没有。原因总结起来就是两条：1.材料无本质区别，2.明明都是一样的几何，使用了某某技术的3700和没有使用某技术的3100都是一样的几何，并没有体现出某技术的优势，是不是液压成型都能成这种型。有没有使用了液压成型技术，看起来有本质区别，但就车架性能的结果来看，并不是有和没有的区别。3700的车架骑不坏，3100也骑不坏，结果是一样的。3100骑不坏，3700又能如何？既然低强度的车架都没人骑坏，有必要买高强度的吗？高强度的车架能比低强度的高多少？有证据吗？更强是多强，更高是多高？强了1%还是10%？是一个很小的基数上提高10%还是很大的基数上提高10%？js正是利用了非专业人士不具备相应专业技术知识的弱点，制造噱头，夸大宣传。除了车架，车轮、套件都是如此。
骗人的车架技术】
1.【车架想轻就能轻】这句话一定要牢牢记住，车架减重不需要什么特殊材料和抽管技术，车架只要想轻就能轻。车架想变轻，怎么办？小一号即可，既可以长短变小，也可以粗细变小，相同的密度，体积小自然轻。美利达的HFS车架尺寸16,18比THF的17,19小了1吋，自然变轻。某品牌的车架比某品牌的管子细自然也轻，公路比山地细，公路轻。这些都不需要使用什么特殊材料和抽管技术。进一步讲，即使某架使用了某技术比某架轻也非全部都是某技术的功劳，偷着搞细一点，搞短一点，用料少，自然轻。
2.【车架的造型才是关键】造型决定外观，外观高于性能。为什么有人喜欢钢架，那是复古的美感，为什么有人喜欢气动架，那叫科技感。不管价格高低性能如何，有没有用，很多人买的就是外观，喜欢的就是外观，这是核心。所以，不要过分研究什么性能好坏，商家就是要制造出某种外观，制造卖点。博得消费者喜欢，至于性能，很多都是噱头。
3.【车架不以轻重论英雄】一个车架比另一个车架轻，没什么可称道的，轻不一定保持了一样的强度，和一样的外形尺寸。不论商家如何宣传其车架是因为使用了某种特殊技术而轻于其他车架，皆应当做耳旁风。同材料同工艺同尺寸，不等于同强度同外观。强度低可以轻，外观差可以轻，长短大小粗细形状有别，皆可致轻。即使某轻车架使用了某特殊技术，也不等于其强度刚度不弱于重车架。重量数字上的少许差异，不能说明车架的全部性能。为什么很多人宁骑重的山地也不骑公路，因为山地车看起来结实耐用，扎实可靠，外观强悍威风。所以【有一分重量，就有一分好处】。
1.【车架想轻就能轻】这句话一定要牢牢记住，车架减重不需要什么特殊材料和抽管技术，车架只要想轻就能轻。车架想变轻，怎么办？小一号即可，既可以长短变小，也可以粗细变小，相同的密度，体积小自然轻。美利达的HFS车架尺寸16,18比THF的17,19小了1吋，自然变轻。某品牌的车架比某品牌的管子细自然也轻，公路比山地细，公路轻。这些都不需要使用什么特殊材料和抽管技术。进一步讲，即使某架使用了某技术比某架轻也非全部都是某技术的功劳，偷着搞细一点，搞短一点，用料少，自然轻。
2.【车架的造型才是关键】造型决定外观，外观高于性能。为什么有人喜欢钢架，那是复古的美感，为什么有人喜欢气动架，那叫科技感。不管价格高低性能如何，有没有用，很多人买的就是外观，喜欢的就是外观，这是核心。所以，不要过分研究什么性能好坏，商家就是要制造出某种外观，制造卖点。博得消费者喜欢，至于性能，很多都是噱头。
3.【车架不以轻重论英雄】一个车架比另一个车架轻，没什么可称道的，轻不一定保持了一样的强度，和一样的外形尺寸。不论商家如何宣传其车架是因为使用了某种特殊技术而轻于其他车架，皆应当做耳旁风。同材料同工艺同尺寸，不等于同强度同外观。强度低可以轻，外观差可以轻，长短大小粗细形状有别，皆可致轻。即使某轻车架使用了某特殊技术，也不等于其强度刚度不弱于重车架。重量数字上的少许差异，不能说明车架的全部性能。为什么很多人宁骑重的山地也不骑公路，因为山地车看起来结实耐用，扎实可靠，外观强悍威风。所以【有一分重量，就有一分好处】。
