【骑行真谛】骑行真相与自行车选购指南

【力学基本概念】
【刚度】是指材料抗弹性变形的能力，包括静刚度和动刚度。静刚度：在弹性变形阶段，材料的变形量和受力大小成正比，大变形即大应力，即满足胡克定律：F=EX，E即弹性模量，弹性模量越高，变形越困难。语言习惯上，刚度高也可以说刚性好，都是一个意思。
【强度】是指材料抗破坏的能力。包括静强度和疲劳强度，静强度指零件能够承受的最大载荷的极限值，疲劳强度即与寿命相关。
【硬度】是材料抗局部硬物压入的能力。一般，硬度越高抗磨损能力越强，同时表面硬度也影响整体强度。我们日常所说的“软”和“硬”往往包括了刚度和硬度两方面含义，但在专业术语上不能把刚度高、不容易变形的性质称为“硬度高”，这是两个不同的概念
【摩擦力】
自行车的摩擦力分两类：滑动摩擦力和滚动摩擦力。滑动摩擦力与材料特性有关，对于非粘弹性材料，摩擦力与接触面积无关。但是，对于粘弹性材料摩擦力与接触面积有关，轮胎是由橡胶制成的，橡胶是粘弹性材料，所以轮胎的摩擦力与接触面积有关，接触面积越大摩擦力越大。

【力矩】力与力臂的乘积。车架普遍是空心管，就是抗力矩结构的一种典型设计，而不是只受拉，如果只受拉或压的正应力，那么用很细的实心棒料即可以了，如认为车架某处只受拉，那么可以试想在该处将管材去掉，换成一条绳子就很容易验证了，因为绳子只能受拉，很显然一旦车架中出现一条绳子，那么车架强度会大幅度削弱，三角形的稳定性就会被打破。如果认为整车都只是受拉，那么骑一条绳子就行了。这显然是非常可笑的。这便是看似熟视无睹但是非常有力学道理的一件事。力矩（包括弯矩和扭矩）的作用特点才使得空心管材大行其道，比如车架、车圈、车轴、曲柄都以空心为优，甚至镂空的飞轮牙盘碟刹盘，都追求几何形状的合理性，特别是以碳架和铝架为代表的几何优势派都以几何的粗大与优化为提高强度和刚度的措施。相反的，辐条就都是实心的，是典型的以受拉为主，当然还有其他的机械和力学方面的原因，就不具体解释了。

【骑行阻力——想快为什么这么难？】
骑行的阻力构成：空气阻力、滚动阻力、机械阻力、加速时的惯性力、爬坡时的重力。
首先指出，平路骑行，重力不是骑行阻力，主要是滚动阻力和空气阻力，机械阻力也是很小一点，它们之和都比重力小很多。平路骑行并不克服重力做功，重量是放在地面上的，不是背在身上，甚至也不克服人体重力做功。重力只在爬坡时才直接构成阻力，但公路道路坡度一般只有百分之几，即使爬坡也只是克服百分之几的重力做功。

想快为什么这么难？因为空气阻力和滚动阻力都与速度有关。
空气阻力的公式：

式中：C为空气阻力系数，该值通常是实验值，和物体的特征面积（迎风面积），物体光滑程度和整体形状有关；ρ为空气密度，正常的干燥空气可取1.293g/l，特殊条件下可以实地监测；S物体迎风面积；V为物体与空气的相对运动速度。由上式可知，正常情况下空气阻力的大小与空气阻力系数及迎风面积成正比，与速度平方成正比。
空气阻力与速度平方成正比，对骑行影响很大，但这还不止，功率公式P=Fv，所以空气阻力的消耗功率是速度的立方，也就是说如果速度提高2倍，那么空气阻力在以8倍的速度消耗体力，所以想提高速度何其难也！
空气阻力系数与人体姿态和自行车外形有关，骑行时，人体迎风面积远大于车，空气阻力系数远大于车，是空气阻力最主要的来源，自行车本身产生的空气阻力只是一小部分。
空气阻力很大，最主要来自人体，所以改变骑行姿势以降低风阻是减小骑行阻力的有效途径，这也是商家的惯用伎俩，普遍让骑行者身体前倾以减少风阻，这样就会使人觉得某车更轻快，但这会对骑行舒适性产生不利影响。——所以不同的车骑行姿势不同，风阻不同，发力角度不同，刚度不同，很难完全等同的进行单一方面评价。
自行车滚动阻力作用也非常明显，仅次于空气阻力作用和爬坡时的重力作用，它也与速度有关，绝不是某些小白所说与速度无关，它大约与速度成正比，转弯时滚动阻力有明显增大趋势，这也是功率曲线是个斜曲线的原因。
空气阻力和滚动阻力都与速度有关，所以越快越不容易快。其中空气阻力随速度增加而增加的程度较显著，而且可以增大到低速时的很多倍，滚动阻力增加幅度不是特别大。
骑不快，器材党责之于车不好，好一点的说发动机不行。说人是发动机，只说对了一半，人体既是100%的动力来源，也是80%的阻力来源，有着动力和阻力两方面属性。人体产生空气阻力可占人车全部的70%以上，人体体重可占人车全部重量的90%以上，滚动阻力和爬坡时克服重力做功时都与重力成正比，人体自身的阻碍作用在骑行过程中十分突出。很多情况下，爬坡时克服重力做功比克服空气阻力做功更为困难。
故有诗曰：
一怕爬坡克重力，若不变速上山难。
二怕风阻人如帆，速度立方举步艰。
三怕滚阻自轮胎，光胎齿胎不一般。
莫怨车子不如人，皆与人体最相关。
至于机械阻力，如轴承摩擦力等，其虽然来自于车，但与空气阻力和滚动阻力相比已经是完全次要的方面，只是很小一部分。
所以，人与自行车谁重要？人重要，而且远远比自行车重要。骑行速度不能完全反映出车子好坏的差距。——当骑一辆好车，机械效率提高时，骑行速度会相应变快，但空气阻力和滚动阻力也同时随速度增加而明显增加，这样会阻碍速度的进一步提高，好车的主要优势在于同样的骑行速度下更省力，但同样指出自行车的价格和性能是不成正比的，不论多么昂贵的自行车归根到底还是自行车，还是要靠人蹬的，人体自身产生的阻力实在太大，自行车本身的机械效率的差距没有价格差距那么悬殊。

【刚度是性能上的首因】
一般来讲，好的自行车最简单基本的要求就是机械效率高，我们很容易就会想到轴承和传动系统的机械效率，如果这些部件摩擦阻力小，比较润滑，那么骑行阻力小，机械效率高。但是就机械结构的基本原理和目前工业制造技术水平来讲，轴承和传动部件，包括牙盘飞轮链条等，只要是质量合格的产品都能拥有比较高的机械效率，所能产生的阻力都比较小。这些部件的机械效率最主要与保养和合理装配有关，与档次甚至价格高低关系较小，实际产品性能差异不大，至少没有价格差异那么悬殊。
最影响自行车机械效率的是自行车各部件的刚度。提高刚度能提高自行车的机械效率——这个道理其实很简单，骑行前把车胎打足气就是在提高刚度，这样有利于骑行。山地车为什么阻力大，不如平把公路车轻快，主要问题就在于此，减振系统和粗大的齿胎都会降低刚度降低机械效率。机械效率高会减少骑行时所做的无用功，减少体力消耗。提高刚度就是减少变形，就是减少能量消耗，就是减少阻力，就是提高机械效率。刚度对自行车的机械效率影响程度远远大于重量和摩擦力的影响，也就是说一个高端山地车不论多轻多润也可能不如一个低端平把公路车轻快。——刚度对于骑行的影响越是大功率大踩踏力输出影响越明显，所以很多骑行高手对于自行车的刚度要求很苛刻，发力要直接硬朗，避免拖脚迟滞。对于和动力直接相关的零件来讲，刚度是多多益善的。自行车上的零件，自轮胎起，刚度就是决定其性能的首要因素，包括轮辋、辐条、轮毂、车架、车叉、曲柄、牙盘、飞轮、车把等等，车轮的刚度还与装配后的辐条张力有关，轮胎的胎压有关。——有些人认为对自行车速度方面的改造首先是轮组，我们认为第一项应该是轮胎，轮胎相对来讲造价较低，但是在价格差距不大的情况下就能产生明显的刚度差异。车架、车轮等关键部件的刚度直接影响骑行效率和自行车的速度性能，如果这些关键部件的刚度较低，那么对于低强度使用来讲可能影响较小，但对于高强度竞赛使用来讲，大的输出功率或踩踏力对自行车的加载会由于自行车刚性不足而大量损耗在使车轮滚动的路上，也就是能量很难快速传导至地面，向弹性势能内能转化和向非前进方向损失较多，也就是所谓发力不直接等问题，造成较大的体能消耗。同时也包括，刚性不足会造成滚动阻力的增大。所以高端车与低端车的区别，由于空气阻力的巨大阻碍作用很难在速度的差异上得到特别明显的体现，但是在节省体力方面所能体现出来的差别较大。当然以上所述的能量消耗问题对于大功率输出的高强度使用情况下影响比较明显，低强度使用时，这种动力输出的迟滞和损耗影响要比高强度使用弱得多。
自行车各零件的升级带来的性能变化，最核心的是由于刚度提升。刚度是性能上的首因，也就是说不止重量的减轻才取得了性能的提升。有些烧车的小白认为，我的车从10kg减成9kg，不但爬坡性能提升了，平路巡航性能也提升了，减重很有必要啊，车上轻一斤身上轻十斤，减车重比减人重有效得多，根本不是减车重和减人重都是差不多的那回事，理论都是错误的。——这就是一种典型的中小学生的狭隘物理学观点。只要减重会提高刚度，那么就不能认为减重作用很大，不可否认的是某些零部件就是又轻又强，结构和材料的改变都会改变刚度。高端自行车零件往往在刚度提高的同时，兼具减重也就是轻量化的特点，重量由于其通俗性与直观可见性往往抢了刚度的功劳。常见的减重升级手段，往往把提高刚度这种看不见的提升掩盖在重量减轻的事实下，而刚度提高比减重有用。“减重就能提高性能”是瞎猫碰上了死耗子。由于减重而导致刚度降低，变软的事情也是时有发生，片面追求轻是不可取的。我们常说的减重意义不大，都是指只在重力影响下的因素，包括加速性能和摩擦力等，和重力成正比的，所以减重1kg也就是人车全重的百分之一点几当然影响很小。——自行车是一个工业产品，不是一个简单的物理问题，并不是某一个物理量的改变就能就能使性能提高。
在一定程度上，减少零件重量所需代价最为高昂，收效最少，性价比最低。——自行车设计和制造的难点就在于又轻又强，重而很强——易，轻而稍强——中，极轻而强——难。
什么影响刚度？两个方面：材料与几何，它们的乘积越大，性能越高，即纯拉压作用的ES，力矩（力×力臂）作用的EI——弹性模量与惯性矩（力学上和强度刚度相关的几何量）的乘积，多数零件破坏主要是由于力矩作用，受拉的如刹车线。所以单强调材料的一方面是不科学的，强×弱不一定＝强，如强钢×弱几何不一定＝强。事实已经表明，不但不强而且就是弱。
强度和刚度因几何而存在相关性，提高刚度（也就是抗变形能力），能提高强度，零件的厚度或直径大致与强度成正比。但有时，减小某一处的刚度能起到提高整体强度都作用。——特别是对于金属焊接车架，有利于减少焊接接头的应力集中（因为焊接接头存在缺口效应，容易产生应力集中，详见后文），提高强度，如铝合金车架管材的不等壁厚，或富有变化的几何，如“蛙腿”后下叉。
降低刚度能提高舒适性。——由于上面提到的原因，降低车架的刚度是不利于骑行的，所以最好在车架以外或在不太影响传动效率的情况下降低整车刚度，如高端软尾车架就能通过良好的结构设计在提高减振性能的同时，保证传动效率不受大的影响，为了舒适性而选择整个车架偏软的钢架可能不是个很好的选择，一个有良好减振功能的车座可以带来良好的舒适度并且可以不降低传动刚性。
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。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。
强度和刚度都与应力有关，所以强度和刚度有关，应力与几何有关，几何与设计制造有关。——应力可看做零件受力后在内部产生的压强，其大小取决于零件的几何形状；零件的强度与刚度绝不是不相关的两件事，它们都与几何有关。
自行车产品，寿命上看强度，性能上看刚度，强度和刚度都由材料和几何两方面所决定，二者不可偏废。几何是自行车性能的外在表征。

【有一分重量就有一分好处】
任何零件重量的存在不是没有意义，重量的存在要么是功能需要，要么是为了保证可靠性和寿命，要么是为了保证经济性，只有单纯追求高性能时才可以把它们抛诸脑后，而片面减重不但不一定会提高性能，反而会影响到使用的方方面面。所以，有一分重量就有一分好处。
(一)怎么看待重量？
我们对于以上观点的提出是基于这样一种事实，那就是现在的自行车产品普遍重量较轻，产品重量差异较小，大多数产品已经足够轻，不必要追求极致化的轻量，以重量作为产品优劣的衡量标准和取舍条件是不科学的，锱铢必较是不必要的。自行车自身有限的重量对滚动阻力和摩擦力影响很小，但减重的成本往往很高。平路骑行不克服重力做功，人的体重远大于车重，车重占人车全重的比例很小，只有百分之几到十几，目前自行车普遍很轻，减重空间已经很小，减重对于骑行最不经济，效费比最低。平路骑行，重力不是骑行阻力，主要是滚动阻力和空气阻力，机械阻力也是很小一点，它们之和都比重力小很多。重力只在爬坡时才直接构成阻力，但公路道路坡度一般只有百分之几，即使爬坡也只是克服百分之几的重力做功，且任何骑行都是人体重力占绝大多数。在力学上，减少任一零件重量来提高自行车性能的能力都非常有限，与减少人体重的效果基本相当，即使在有转动惯量影响的情况下依然如此——因为就某个零件而言，重量都是较小的，已经进入目前人类制造技术的瓶颈或者是在某种制造成本下的瓶颈。在一定程度上，减少零件重量所需代价最为高昂，收效最少，性价比最低——自行车设计和制造的难点就在于又轻又强，重而很强——易，轻而稍强——中，极轻而稍强——难，尤其是如果极轻而很强或者甚至只追求极轻而不强，那么视极轻的程度有可能是目前人类无法办到的。
自行车的重量跟很多具体技术指标相关，不能认为是一个简单的物理量，按照单纯的物理学观点，自行车肯定是越轻越好，但那只是理想状况下的一厢情愿。就自行车产品来讲，虽然不是越重越好，但也绝不是越轻越好，就像人过于肥胖固然不好，但骨瘦如柴也同样不健康，减轻重量会在多个方面对自行车性能产生不利影响，绝不是只要重量轻就完事大吉了，而且绝不是“某车比某车轻就是某车比某车好”。自行车上的重量不是白白形成的，是因为使用需要，必须具备某些功能，如刹车、变速、减震、方便维修和调整等，必须保证足够的强度刚度而使用一定体积材料从而形成的，那么改变材料而减少重量就会影响强度刚度，减少材料体积也会影响强度刚度，也就是会影响性能。自行车应切实保证刚度以保证性能，宁重不软。重量不是关键性能指标，单纯减轻重量，1kg只是人车全重百分之一点几不会有性能上明显的改变，而减重给人带来的较明显的性能差异都是由于刚度发生了交大变化。减重有好坏两方面属性，既可以使性能变差，也可以使性能变好——通常的生活经验，材料相同时，单薄的东西不结实。这种道理不是到自行车上就作废了，加粗加厚会起到加强作用，过分轻薄乃至偷工减料就有可能变得不可靠。重量是产品保证足够的强度和刚度，乃至经济性之后，所形成的一个参数，而不应该成为一个刻意追求的性能指标，如果强度刚度不满足，只要一个重量数值是无意义的。有的人买了轻而软的觉得性能不佳，便反对起轻量，有的人买了轻而硬的，便觉得还是轻量的好，这些结论的得出都是非科学的。这就是一叶障目不见泰山，重量是有形指标，而刚度是无形指标，次要的有形指标掩盖了重要的无形指标。拿重量说事是得不出正确结论的，因为重量不是决定问题的关键，没有找准问题的决定性关键点自然得不出正确的结论，只能产生矛盾的结果。抓住刚度这一要点，才能抓住自行车的关键，达到提纲挈领的目的。
(二)减重会产生的问题
通过改变几何来减重的方式会产生的力学和人机工程学方面的问题：
1.强度刚度都和几何有关，所以，削弱几何以求减重会对强度刚度不利，进而对机械效率不利，包括如果零件壁厚较薄，对于局部强度不利，容易因意外碰撞造成局部变形和损伤。
2.骑行姿势与几何有关，所以，不合理的骑行几何对骑行健康不利。
3.通过性，克服障碍的能力和轮径有关，所以，减小的轮径对通过性不利。
通过改变材料来减重的方式会产生的耐用性的问题：目前为了减重，把零件材料钢质变成铝合金等轻量化材料导致成本增加。一般来讲，铝合金、钛合金、碳纤维复合材料，表面硬度较差（铝合金相较于钢铁材料强度也处于劣势）相较钢质零件耐用性居于劣势，且在几何形状相同的情况下，铝质零件刚性较差，如牙盘飞轮多使用钢质材料。铝合金的螺纹孔一般强度较差，对于在车上安装货架等承重附件不利。
所以，轻量材料对耐用性不利。——自行车不是只要使用轻量化材料，取得整体强度刚度满足条件就行的，其使用性能值得关注。
通过配置缩水来减重的方式会产生的功能缺失的问题：
1.减少牙盘数量会减少齿比范围，并且会导致链条的倾斜使用增加磨损。
2.削弱和丧失减振能力，如减振装置和人机结合部件（车座、车把）缩水，会导致对舒适性不利。
3.取消某些附件，如反光片等，对骑行安全不利。
减重往往会导致经济性大幅度下降，成本增加。轻量化材料和特殊制造工艺的使用都会大幅度增加自行车成本。
很多人升级减重，怎么减重也不减碟刹，怎么减重也不改单速，怎么减重也不改硬叉，怎么减重也不骑童车，为什么？就是什么都比重量重要。减重不能以偷工减料为代价，不能阉割某些功能。

【自行车常用材料】
a) 钢
钢铁是制造自行车的传统材料，常用的有各类低碳钢、低合金钢、铬钼钢、不锈钢、锰钢等。自行车的钢质车架都以焊接方法成型，所以一般选用含碳当量较低的各种低碳钢、低合金钢等，采用特殊焊接工艺可使用30CrMo等合金钢。钢的强度刚度硬度均优，当几何因素不能发挥作用的时候，材料本身的性能决定零件性能，小尺寸的、易磨损的、强调局部强度的零件宜钢质，如牙盘、飞轮、塔基等。旅行车宜钢架，不宜轻薄——货架螺纹孔强度高，耐用。
b) 铝合金
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，目前铝合金是应用最多的合金。铝合金属于轻量材料，常用的有6061铝、7075铝等。6061铝焊接性好是目前车架的常用材料，7075铝强度硬度更高，可用来制造牙盘等。铝合金具有天然的抗腐蚀性，所以不会生锈。铝合金易成型，容易形成较复杂的几何形状，且比强度——强度与重量之比高，容易形成更高的几何强度优势。
c) 钛合金
钛合金是新型材料，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。它可以看做钢和铝合金更强的结合体，强度比钢更强，耐腐蚀性比铝合金更佳，密度、弹性模量（刚度）和硬度介于钢和铝之间，成型特点接近于钢，比强度（强度与重量之比）高，焊接难度高，在自行车上属于大材小用，成本较高，性价比较低。
d) 碳纤维及碳纤维复合材料
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，耐腐蚀性好。碳纤维在常用材料中，比强度（强度与重量之比）最高，更易形成复杂的几何形状，且有着天然的抗裂纹扩展特性（因为内部纤维交叉，并非质地均匀的各向同性材料）。
我们现在所谓碳纤维实际上指碳纤维复合材料，这种叫法上的简化实际上造成了相当大的误解。碳纤维复合材料是一种由碳纤维加强的树脂材料，它由两种材料：碳纤维和树脂复合而成。也就是说，碳纤维的优点纵然千条万条，似乎无懈可击，但碳纤维复合材料是碳纤维与树脂的结合，树脂的缺点同样被带入到了碳纤维复合材料中，而树脂的缺点是比较突出的。同时，一味追求碳纤维的高强度毫无益处。同时，复合材料是两种材料的结合，不能单独强调其中一种材料，碳纤维的强度早已大幅度超过树脂，碳纤维再强，树脂不强也是不行。水的高度取决于最短板高度。树脂相比于碳纤维存在着强度低、刚度低、硬度低等诸多缺点，其不耐磕碰和磨损，会老化。碳纤维是没坏，但是车架上树脂碎了，一样是报废的。
【为什么没有碳纤维旅行车？】
如很多人所说，碳纤维强度高寿命长，减振舒适，重量轻刚度大，似乎碳纤维是制造旅行车的理想材料，这些优点太适合做旅行车了。——错了。碳纤维被用于制造自行车已经很长时间了，可是为什么没有碳纤维旅行车或者很少见呢？碳纤维复合材料的自身特点都导致其无法安装货架，主要的问题就是不适合在车架上打安装孔，又难以采用其他方式固定，因为塑料表面硬度低，比较滑，局部强度低，而货架多为钢质，碳纤维又更不适合做货架。车架的实际使用过程中，磕碰剐蹭，甚至撞击，都是在意想不到的方向，特别是横向侧向，坚硬锐利的物体撞击时危害极大。其受力除简单的理想状况或试验状态下的整体的拉压弯扭外，还有局部的剪切挤压剥离等特殊作用，而这些都是碳架的软肋，最易造成严重损坏。金属挂钩、拉链、较硬的物品都会造成碳纤维表面损伤，从而影响强度。这是整体强度和局部强度，一般强度和特殊状态强度的区别。甚至说，装有很多重物的旅行车，即使倒了，磕在硬物上，都会造成比较严重的损伤，而这是在长途跋涉中避免不了的。为什么钢架旅行车盛行？就是因为钢的强度是比较高的硬度也高。一些钢架是铬钼钢的，其本身就是制造螺钉的材料（虽然强度不一定相同），强度会有所保证。（另外，钢架外形尺寸小也比较适合负重）对于只能制造成某种几何形状的零件来讲，更好更适合的材料依然是保证性能的关键。
e) 丁基橡胶
丁基橡胶是合成橡胶的一种，是自行车内胎的主要材料，具有良好的气体密闭性，使轮胎内气体不容易泄露。
f) 丁苯橡胶
丁苯橡胶（SBR) ，其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，是轮胎的常用材料。
【不同材料的比较】
强度排名：钛＞碳纤维复合材料＞钢＞铝合金。
弹性模量排名：钢＞钛＞碳纤维复合材料＞铝合金。
硬度排名：钢＞钛、铝合金＞碳纤维复合材料。硬度与刚度的“软”“硬”不同。
比强度排名：碳纤维复合材料＞钛＞铝合金＞钢。
比刚度排名：碳纤维复合材料＞钛、铝合金＞钢。
这里指出：材料不等于零件，个性不能证明共性。自行车的损坏与否，强度高低都不能证明单一的某个品牌某种材料的好坏。受力条件不同，使用情况不同，零件的强度不同，导致最终的结果也不同，都不能一概而论归结为材料的问题，个性不能证明共性。从来就没有“某某材料强，某某材料制造的零件就一定强”的说法，只有在结构限制，只能以相同几何形状受力的情况下，才大致具有这样的结论，而实际上，自行车车架几何千差万别大相径庭，铝架的几何优势远超过钢架，几何优势的存在，大大提高了铝架的强度。

(一)各种材料的减振能力
损耗因子代表材料吸收振动的能力，损耗因子越大减振能力越强。
【损耗因子的定义】：

各种材料的损耗因子见下表：

由此可知，复合材料的减振性能较好，钢、铝等金属材料减振性能较差，基本没有减振能力，远不能和其他材料相提并论。
这里还是再次强调，材料性能不完全等于零件性能，钢架减振不等于钢减振，钢本身的减振能力和铝一样渣，不存在钢比铝减振。零件性能受到零件几何的极大影响，长短粗细大小形状都影响性能。把一切都归结为材料，材料决定论是极大的错误。

【车架】
(一)车架的科学分类
铝架、碳架、钢架、钛架大致可分为两个流派：以铝架、碳架为代表的几何优势派和以钢架、钛架为代表的几何劣势派——几何是车架的核心。有什么样的几何就有什么样的性能和外观。车架的强度、刚度、外观、舒适性，全在几何上。观其外观，知其性能。铝架、碳架的几何造型在强度和刚度上更加合理和优化，异型管和特殊的几何造型其强度刚度空气动力学性能等大幅度优于几何上纤细瘦弱的钢架、钛架，能够形成更大的强度重量比，重量更轻，强度更高。在几何优势排名：碳>铝>钛>钢，和密度相反，密度越小越能在重量允许的情况下使用更多的材料，使用更多的材料才能形成更多的几何，更多的几何才能形成更多的性能。
(二)车架功能的几何设计
车架（包括前叉）功能的几何设计包括以下几个问题：
1. 头管角度与前叉前探量
头管角度、前叉前探量和轮径形成了一个“前叉伸距”的概念：从头管中心线与地面的交点到前轴的水平距离。也就是说，头管与地面的夹角越小，前叉前探量越小，则前叉伸距越小，前叉伸距影响车子的操控性，包括稳定性和过弯能力，简单的说，较长的前叉伸距直线行驶更稳定，较短的前叉伸距转弯更敏捷。
2. 五通下沉量
五通下沉量是五通与车轮轴的高度差，也可以用五通离地高度说明其含义。一般来讲，旅行车五通较低，以使踩踏高度降低，重心降低，保持车辆稳定；山地车五通较高，以使脚踏离地较高，以便躲避障碍物；公路车介于两者之间。小轮车五通高于车轮轴高，这在下坡时便不太稳定，在高速情况下，如果前轮突然抱死或遇到障碍物容易造成前翻，这是在安全上需要注意的问题。
3. 轴距
轴距就是前后轴的距离，距离越长越稳定舒适，距离越短越灵活。

【车架强度刚度的几何设计】
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，力学模型如下：

当人坐在自行车上，重力对车架产生了弯矩的作用。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。


由上图可见，上下两端承受了最大应力和产生了最大变形量。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，强度提高，刚度也同时提高，刚度的提高也就是抗变形能力的提高会减少能量损失，提高骑行效率。由此可见合理的截面形状设计对于自行车有重要的意义。几何是性能的基础，没有几何就没有性能。几何决定了力学环境，决定了在受外力时产生内部应力的大小，而内部应力才是造成强度破坏的元凶。合理的几何形状能为自行车提供好的力学环境，最大限度地发挥材料性能，并且使用更少的材料，这样使得自行车的高性能和轻量化成为可能。
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：利用成型优势，形成富有变化，适合受力的几何强度。
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，包括对五通强度有利，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。
提高刚度（也就是抗变形能力），能提高强度，零件的厚度或直径大致与强度成正比。但有时，减小某一处的刚度能起到提高整体强度都作用。——特别是对于金属焊接车架，有利于减少焊接接头的应力集中（因为焊接接头存在缺口效应，容易产生应力集中，详见后文），提高强度，如铝合金车架管材的不等壁厚，或富有变化的几何，如“蛙腿”。详见《车架》部分。可使重量大幅度降低而保证强度，如果采取等壁厚，接头处应力集中明显需要更为厚重的管材才可以，在概念上举例，如果不等壁厚重量为1，那么等壁厚重量达到4，也许强度才只能达到2，强度不再和厚度成正比了，所以单纯增加壁厚有时就不太经济。
我们不赞成单纯以长度尺寸就说明强度和刚度性能高低的观点，正如我们不赞成以材料来说明性能优劣一样，那都是片面的。但是一般的规律，后叉短、轴距短对刚度有利，车架刚度高低还要依据具体情况具体分析，不能仅从尺寸长短就得出结论。

【车轮】
【车轮是滚动而不是转动】
自行车的车轮是滚动而不是转动。滚动包含转动，转动包含于滚动，滚动的范畴要比转动大。对于骑行来讲，滚动阻力＞转动阻力，产品滚动性能差异＞转动性能差异，在空中转动润不等于在地面滚动快，所以很多人拿转动润说明车轮性能好是比较片面的，升级轮毂（花鼓）或拼命砸钱买高级轮毂（花鼓）编圈就能取得高性能是误入歧途。车轮包括轮胎的刚性永远是车轮的首要因素，简单的说就是车轮更能在地面滚动时维持一个圆形的几何形状才能拥有更低的滚动阻力，当承受载荷后车轮发生变形，产生迟滞损失等是产生滚动阻力的根源。车轮所产生的滚动阻力远大于轴承阻力，车轮由于刚性不足（包括因胎压不足所导致），所导致的滚动阻力增加会极大地增大影响骑行，所以骑行前打足气比什么都重要。轮毂轴承的摩擦力只是非常有限的一点点，因为轴承已经用滚动摩擦代替了滑动摩擦，克服轴承摩擦力的结构是省力杠杆（包括自行车上各处轴承）。其他诸如重量、是否破风都是次要因素，放大到整个自行车也是如此，刚性好的车往往好骑，有的车推着重骑着轻，有的车推着轻骑着重，就是这个道理。不能认为车轮好就是重量轻轴承润，轴承都是润的，其不是主要因素。车轮优化首先是轮胎，在滚动阻力面前，细胎先天就胜了三分，这是小几何尺寸产生的刚度优势，与档次无关。
关于车轮我们要注意一个问题，那就是车轮的刚性不能完全从几何上体现出来，是自行车上不能单用几何评价刚性的一个特例，辐条的预应力为车轮提供了在几何之外的刚性，其张力的大小也是车轮刚性的一方面。辐条张力应该均布于轮辋上，变速车的后轮辐条张力左侧低于右侧，不宜过高，过高会对辐条和轮辋造成损伤，缩短寿命。
【关于26与27.5之争的真相】
目前主流山地车的轮径，26，27.5，29三种。商家的说法是，大轮径通过性更强，虽然重量会增加一些，但依然对骑行有利。这里我们要说明的是以下几点：一、最重要的一条，也就是商家揣着明白装糊涂，没有告诉消费者27.5的一条重要而且严重的缺点：车轮的轮径越大，越对车轮刚性产生不利影响，进而由于轮径的加大也会对车架刚性产生不利影响，而自行车的刚性下降会造成机械效率的下降和滚动阻力的增加。这是不被很多人注意到的关键问题，即使多年的骑行高手也未必注意到这一点，轮径的增加和辐条长度的增加对车轮刚性都是不利的。也就是说，不是“增大轮径，只增加了少许重量，但大幅度提高了通过性”，如果在增大轮径的同时，刚性降低了很多，那么这样的车轮也是不好用的。有些骑友已经证明了有些27.5的车并不如26车好骑。二、轮径越大对爬坡越不利，我们在前文已经阐明，轮径增大会增大克服重力所需要的最小踩踏力。三、自行车的大小尺寸与人的身材相适应的，是与使用性相适应的，如果轮径增大有利，那是不是要无限地增加下去？由于适用对象不同，自行车有大轮有小轮，这要看个人使用情况，不能只注意到通过性就唯27.5是选。四、27.5车圈所谓通过性的提高的同时也伴随多个不利因素的产生，包括刚性，重量，灵活性等方面，而且27.5的车在成本上也要更贵一些。27.5就是在26和29之间的一个折中，对传统26产品进行了改变，给人以新颖的感觉，其性能有很大的噱头意味。
自行车是一个工业产品，并不是一个简单的物理问题，并不是某一个物理量的改变就能就能使性能提高。如减轻重量，增大尺寸，这些都不一定能提高性能。
【珠挡与培林轮毂之争】
轴承摩擦力影响大小
培林花鼓使用深沟球轴承以自行车常用的6000型号计算分析，珠挡式轴承类似于角接触球轴承。
滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算：
T=uPd/2(M：摩擦力矩，N.mm；u：摩擦系数，表1；P：轴承负荷，N；d：轴承公称内径，mm)。摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。
轴承型式 摩擦系数u
深沟球轴承 0.0010-0.0015
角接触球轴承 0.0012-0.0020
在不同情况下摩擦系数可能会发生一定改变，摩擦系数放大为0.01，P平稳运行近似等于放大后的重力，取1000N。d取10。
T=0.01*1000*10/2=50N.mm；为抵消轮毂摩擦阻力而输出的蹬踏力=T*齿数比（2.5）/曲柄长度（170）=0.7N。
由于计算中将轴承摩擦系数放大，故此得出初步结论升级轮毂对减少骑行阻力帮助较小。由于轴承摩擦系数在千分之一数量级，所以各档次轮毂差距即使很大所产生的阻力依然较小。由此得出进一步结论，较高端轮组的性能提升，主要得益于辐条和轮辋。
但是这里依然指出，轮毂（花鼓）轴承的摩擦系数无非就是0.002左右，不论培林还是珠挡，都是这种水平，好坏贵贱都无明显差异。为了提高润滑程度升级轮毂（花鼓）没有明显效果：一、轴承产生的摩擦力小，二、产生的摩擦力矩小，三、自行车踩踏时是省力杠杆，进一步弱化了摩擦力矩的阻碍作用，四、车轮是滚动而不是转动，转动摩擦力小不等于滚动阻力小，滚动阻力远大于轴承摩擦力。珠挡角接触轴承的结构的设计初衷是制造工艺上的要求，降低了对制造精度的要求提高了对尺寸误差的适应能力（包括如果滚珠或轴挡磨损变小，产生间隙，那么只要旋紧即可继续维持使用），这是机械制造原理经典的有据可寻的结构，根本就不是为了受轴向力，受轴向力的优势只是附带产生的。自行车的轴承只要是质量合格的产品，都能保证足够润，这是现代工业对产品的基本要求，不是只有高精度的轴承才能润，或者如某些孤陋寡闻的禧玛诺粉所言只有禧玛诺的轴承才是润的，简直不把世界几大著名轴承厂放在眼里。自行车对轴承的使用要求极低，最普通的轴承也能满足使用，在良好润滑，合理装配的情况下，任何轴承都是润的。轴承产生的阻力很小，且在自行车上，凡是有轴承的地方必有省力杠杆克服其阻力，所以轴承阻力对骑行影响微乎其微。对于车轮来讲，车轮的主要运动是在地面滚动，而不是像电风扇一样在空中转动，不是轴承润就万事大吉了，空转润的车轮不一定滚动阻力小（刚性高），而刚性好滚动阻力小的车轮才是好车轮。轴承摩擦力差异性
珠挡摩擦力劣势的原因：由于其角接触轴承的结构，其支持力的分力才用于抵消重力，斜边大于直角边，支持力大于重力，并因此产生了派生轴向力S，角接触轴承比深沟球轴承产生了更大的压力，摩擦力与压力成正比，其摩擦力就会更大。
【高框轮辋（大刀圈）的破风效果】
大刀圈或破风圈不论高速低速都是有利的。——增加框高是改变几何，对提高刚度非常有利，其空气阻力的降低也许并不如宣传那样神乎其神，但是刚度的提高不论对于高速还是低速骑行都有利。大刀圈的高性能，一方面得益于风阻的降低，另一方面就是刚度的提高，框高的增加对降低风阻和提高刚度产生了设计重合的特点，而刚度的提高作用大过减少风阻的作用，这也同样使人误认为减少本不大的风阻就能使性能得到很大的提高。高框轮辋（大刀圈）的破风效果，也就是减少空气阻力的效果只是自行车全部空气阻力的一小部分，自行车的空气阻力之和又只是人车全部阻力的一小部分，一小部分里的一小部分——小而又小的一部分，可以说是微不足道的，低框不等于无框，框高50破风，框高24也破风，不是24不破风，50就破风，破风也不等于把空气阻力减少至0，虽然减少辐条长度对减少空气阻力有利，但几十毫米对辐条总长200多毫米来讲只是一小部分，构不成根本影响。车轮也本没有多少风可破，也不是对所有骑行爱好者破风都有意义，没那么高速度有什么风好破的！而由于框高的增加导致几何刚度的提高，进而减少滚动阻力增强力的传导的效果却是真真正正的。正如前面所提到的，零件的抗弯性能与零件截面几何形状有直接关系，框高的增加会使几何刚度明显增加，包括可使辐条长度缩短可使辐条刚度增加，几何刚度的增加对于减少滚动阻力和增强力的传导有着十分明显的助益，一分刚性的提高，必伴随一分力损失的减少，而这种减少会由于几何刚度的极大增加而极大减少。——很多小白觉得高框圈性能出色就归结于破风效果，或者在滚动阻力远大于轮毂（花鼓）轴承阻力，轴承阻力差异很小的情况下把车轮更优径直归结为轮毂更润都是极大的误区。一种可能的情况就是增大框高对空气阻力的减少不明显，虽然可能重量增加了，但刚度实实在在的提高了，这样的轮子有可能好用。（当然还可能是其他因素造成的刚度增加，如辐条的分布、数量增加、张力增加、辐条孔的加强、轮毂结构改善等，但总之是刚度增加的意义大过破风意义）——另外，很多器材党和奸商的忽悠文章总是在空气阻力很大且主要由人体产生的事实下，却避重就轻以偏概全，拼命强调破风架、破风轮的作用，甚至故意拿着放大镜说着芝麻大的事，小题大做，一丁点的地方也要搞出些噱头，让消费者多花一些钱。花费高昂代价减少自行车本身的有限阻力是性价比极低的一件事，在物理上，总是想把机械效率提高成100％那不是在发明永动机吗？在这条路上走下去，永动机没有发明出来，代价却已十分高昂，这就是为什么一些高端车性价比极低，或者说一些高端车毫无性价比可言的根本原因。而可以这么说，就现代工业水平而言自行车在较低成本下已经可以获得较高性能，存在一个拐点，即随投入的明显增加，性能并不明显增加。

【轮胎】
轮胎对于能量的消耗源于轮胎的迟滞损失。轮胎一般由橡胶材料制成，橡胶属于粘弹性材料，迟滞损失是粘弹性材料的一种特有性质。
迟滞损失：施加负荷后，突然撤销力量，应变不会与力量同时消失，而且应变不会恢复到零，这种现象叫迟滞损失。自行车轮胎滚动时，轮胎与路面的接触区域会产生法向、切向的相互作用力以及轮胎和支撑路面的变形。当弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的。自行车轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。这部分热量主要是轮胎内部结构的束带层、帘布层、和胎体层之间的摩擦产生的。
此外轮胎花纹形状也影响轮胎的迟滞损失，轮胎滚动时花纹愈深，则花纹块接地弹性变形量愈大，由轮胎弹性迟滞损失形成的滚动阻力也将随之增加。

由上图，轮胎的迟滞损失可知，一方面，加载的力越大，A点越高，轮胎的变形量越大，另一方面，轮胎刚性越低，A点越向右，轮胎的变形量越大，OCADE之间的面积就会越大，能量损失就越多。这也就是自行车“速度越快，机械效率越低”和“机械效率与刚度相关”的原因之一，也是同一辆车，有些人能踩出区别，有些人踩不出区别，车好腿菜只能浪费性能而得不到性能的原因之一。

【传动系统】
自行车的传动系统常见的一般为滚子链传动，少数为齿轮传动、齿形带传动或混合传动（滚子链与齿轮变速结合）等。滚子链传动的优点在于重量轻，变速系统简单高效，适合长轴距传输，缺点是机构外露，易被污染和腐蚀，同时也会弄脏衣物，易磨损，需要经常保养润滑。齿轮传动，重量大，对车架刚性和加工的精度要求较高，成本较高，不易变速，但机构一般处在密闭环境中，不必经常保养，寿命较长。齿形带传动，重量轻，无噪声，无需润滑，故比较清洁，但寿命较低，刚性差，强度低，不适合大踩踏力高功率骑行。
自行车的链传动系统一般由脚踏、曲柄、中轴、牙盘（前链轮）、飞轮（后链轮）、链条、变速张紧机构组成。如前文，牙盘飞轮宜钢质，且齿数以奇数较宜，因为链条一般为偶数，这样能使链轮齿数与链条节数不发生整除的现象，避免周期性啮合，使链轮和链条磨损均匀，防止单个齿过度磨损而损坏。飞轮表面处理工艺也同样值得关注，关乎使用寿命。——飞轮磨损较牙盘严重，受齿比影响，飞轮的齿数较少，链条上同样的拉力，飞轮单个齿齿面受力更大；链条同样转一周，飞轮转速更高啮合次数更多。故飞轮寿命质量要求应高于牙盘，牙盘可以为铝制，但飞轮少有铝制且不宜铝制。性能排名：镀铬（亮银色）＞镀镍（微暗黄）＞发黑（黑色）。
自行车的变速系统主要是提供一个适合人骑行的踩踏力，它的意义不是在于人踩一圈轮子转几圈或者车子前进多少。——有的人把自行车每一个档位的传动比计算出来，然后计算某一踩踏频率下车速是多少，列成一个表格，这种不考虑人骑行时的踩踏力的数学计算是没有意义的。档位的存在也不是能够使用或者一定会使用。齿比很大，但是踩不动有什么用？自行车的档位不都是为平路匀速骑行所设，否则一个档位就够了。单速通勤车或共享单车的齿比都较低，就是为了兼顾爬坡或逆风时的踩踏力不使其过大，保证骑行，但同时也是无法高速骑行的。——这里注意一个问题，省力不省功，低齿比会导致踩踏力的下降，给人以车子轻快好骑的感觉，会让人感觉某车质量特别好，但实际上骑行速度是降低了的，这是容易被迷惑的一种假象，尤其在低速骑行时，自行车产品的机械性能差异远没有那么悬殊。爬坡或顺风选择不同的档位就是因为外部条件的不同，让骑行者自身保持一个合适的踩踏力，过高会超过人体承受能力，造成运动损伤，过低会增加体力消耗。自行车不是“自行”，关键是让人能行，提供给人适合于人的骑行平台。
附：
a) 档位的合理使用（出于减少机械摩擦力和磨损目的）

b) 链条保养

滚子链的注油润滑是在内外链板之间注油，要求是“注油不见油”，注油后外表面用抹布擦拭干净，以使得不粘上泥土灰尘，保证清洁。

【XTC比ATX快多少？】
首先要声明的是，在这里我们不是对产品进行评价，也不想为某品牌代言，就是借用产品型号，XTC要比ATX高一个档次，基于这样一种定义，XTC代表高一级的产品，ATX代表低一级的产品，我们讨论一个有趣的话题，假借产品型号这样可能更直观或者方便的进行讨论，至于到底是哪个品牌的什么车都不重要。
有一位计划买车的吧友提出这样一个问题：XTC比ATX快多少？
这个提问的方式很容易诱导我们想当然地回答，XTC一定比ATX快，因为XTC档次高，贵的车总该比便宜车贵吧。提问者可能就是想知道如果快很多他就会增加预算买XTC，如果差的不多，出于性价比和经济原因就会选择ATX，或者既然XTC更快就应该买XTC，这是消费者买车前的一般想法。有说XTC更快的，也有说差不多的。其中说XTC更快的，也有拿从坡上滑下（放坡）这种不科学实验方法说明其结论的（原因在其他帖子已经解释过了）。
我们这里从以下几个方面进行解析：
一，不管XTC还是ATX，这两种车就不是为竞速设计的，山地车的越野性能就是通过牺牲速度性换来的，自身结构设计，骑行几何、粗齿胎、减振装置就增大了骑行阻力，已不再适合一般公路铺装路面的骑行。在山地车上通过升级来提高公路骑行下的速度只会越陷越深，既然想骑得快，就应该选择公路车，公路车天然比山地车有明显的低阻力优势，这种优势异常明显，不是拼命提高山地车档次就能与公路车抗衡的，骑姿、粗齿胎、减振能把任何其他由于提高档次而产生的优势抵消得荡然无存。山地车的公路速度性是先天短板，后天升级补先天不足是十分困难的。尤其采取诸如升级轮毂轴承等减少机构摩擦力的方式都是杯水车薪于事无补。
二，由于上面的原因，即使比ATX便宜的公路车也能比XTC快。
三，为了越野而设计的山地车，不比较越野性能，单比较快慢，拿短板比短板，那么XTC更强的越野性能和其他使用性能，都被忽略掉了么？
四，经过改造的ATX可以比XTC快，这样的ATX可以比XTC更便宜。——通过更换光头细胎，减少ATX的滚动阻力完全可以达到比XTC速度快的目的，或者进一步更换硬叉，因为XTC越野性能和其他零部件档次的提升不足以使其在速度属性上产生对ATX的绝对优势。而这样的改造不需要花费太多。这正是车不是“越贵越好”的原因。山地车去掉多余的越野性，便是平把公路车，反倒换来速度性，而且通常情况下，去掉了越野属性，自然又得到了经济性，减少了性能的浪费，避免了不必要的投入，这也是平把公路车兴起的原因。
五，骑ATX的人可以比骑XTC的人速度快。——因为人是决定性的。
六，同一个人骑ATX也可以比同一个人骑XTC快。——因为车辆状态可能不同，一辆ATX打足了气，而一辆XTC只有一半的胎压。

【关于材料的谣言】
a) 谣言一：铝没弹性。——铝合金的弹性模量是钢的三分之一，既然铝有弹性模量数值衡量它的弹性，如何没有弹性？
b) 谣言二：超轻内胎都是丁基橡胶的，质量很差。——丁基橡胶是一种非常适合制造内胎的优良材料，绝大多数都是丁基橡胶的。如果说超轻内胎是因为丁基橡胶，那岂不是说几乎每个人用的内胎都是超轻内胎？丁基橡胶不好，难道造价昂贵的材料才好吗？同理还有广泛被用于制造外胎的丁苯橡胶。
c) 谣言三：钢的韧性好。——经常有人说钢的韧性好，似乎天底下只有一种钢，所有钢的韧性都是很好的。而事实上世界上有几百种钢，根本就不是所有的钢韧性都好，而且大多数钢韧性都不怎么好，韧性好的钢只是少数。
d) 谣言四：钢能发生很大的变形能够恢复而不折，所以韧性好。——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。弹簧的弹性并不来自于钢的韧性，而来自于其螺旋形的几何。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。
e) 谣言五：钢减振。从材料的损耗因子就能看出，为什么跳远运动员往沙坑里跳，钢减振，怎么不往钢板上跳？钢只能损耗振动能量的万分之几，和铝是同等水平的。钢和铝在减振上一样的渣，凭什么说铝不减振，钢减振？万分之几的数值能减多少振？钢架的路感好，不能说“钢减振”，也并不是钢材料本身的功劳，不能见钢就减振。

【关于车架的谣言】
a) 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。
b) 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”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。

c) 器材党的骗局
我们骑车要的是车架性能，看的是结果而非过程。对于非专业人士来讲，根本无法完全知晓使用某制造技术到底需要多少成本，也无从考证某技术到底带来多大作用。既然不了解自行车的工业生产技术，就更无需听任商家宣传误导，就应该直截了当地只关注自行车性能的结果，不必在商家和器材党的诱导下越陷越深。管你什么技术制造的车架，骑不坏就是一样的好，车架吹上天也就是车架的作用。一种新工艺的使用也未必意味着更高的成本，如铝的提炼，新的电解铝技术导致了生产成本的下降，所以新技术不意味着更高的成本，优化的制造工艺可以降低成本提高质量，提高质量不一定要提高成本。所以买车不要管某品牌车架使用了什么制造技术，不必要为了所谓的一些噱头制造工艺而投资，如抽管技术、液压成型技术。如果ALUXX SLR的几何不合理，那么即使使用了这种技术又能如何？同样使用ALUXX SLR技术，平把公路车的车架能和山地车粗大的车架相提并论吗？产品定位和设计出发点就是公路骑行，路况平坦，冲击振动少，公路车对强度要求低，车架强度必然弱于山地车。ESCAPE使用了XTC车架的技术也不等于就是XTC车架，也必然不具有XTC的性能。有人说用很低的价钱买平把公路就可以得到很贵的山地车才有的配置或某某等级拥有某某技术的车架，实际上，同样使用ALUXX SL技术，平把公路车的车架也是要弱于山地车的，仅凭使用某技术就看成等同性能，是一种典型的欺骗宣传。而且是否使用SL技术或者是不是SL等级的车架也都非常次要，性能并没有本质区别。捷安特宣传SLR技术，美利达宣传HFS技术，其他的还宣传另一些技术，这些被吹上天的搞的人摸不着头脑雾里看花的技术，无非是只是异曲同工大同小异，产品之间并没有本质差异。而把所有消费取向都指向一种噱头，提高消费预算花冤枉钱是极不划算的。为此消费并不能得到高性价比，而是上当受骗。平把公路车很大程度上就可以看做降配或者缩水版山地车，其价格比山地车低是理所当然的，无所谓因比山地车价格低而言其性价比高，其也本不具备如同山地车的越野性能或舒适性。如果焊接工艺不恰当，没有对焊缝进行重熔甚至是打磨修整处理，仅凭使用sl技术就能判定其一定高于其他任何车架吗？自行车的重量对于骑行影响较小，但减轻重量的成本却很高。减轻1kg重量不会造成性能的根本变化，但不减少1kg重量就会很容易获得更高强度，并且大幅度降低成本。很多低端车价格很低但寿命很长，如国产老式钢架车，正是由于其不计较重量，不使用高端的制造技术而得到了高强度。车架虽然是自行车的关键部件，但是现代工业技术的发展使其在很低的制造成本下即可获得高性能。车架的关键地位并不意味着其投资代价要占自行车的很大比重，特别是在金属材料车架中，价格最低的铝架才是首选，因为在一般的骑行使用中，其性能丝毫不逊色于钢架钛架，具有天然防腐性能和更为优化的几何结构。
d) 车架五通不敢 “平焊”。
一般来讲，车架头管处强度最为吃紧，而非五通，不论焊缝如何都是如此结论。有的人认为摇车时五通变形明显，就认为五通受力最为吃紧，应力最大，这是一条错误结论。变形最大的地方不一定是应力最大的地方，五通不是自己悬浮在空中，五通的受力都会向头管传递，最终仍是头管受应力最大。不是从某车架在五通出没有进行焊缝平滑处理就反推出五通不敢而头管敢，成了五通受力最大的错误结论。这是典型的没有进行焊缝处理的厂家恶意制造谣言抹黑其他进行焊缝处理产品的恶性竞争的卑鄙行为。合理的焊缝平滑处理是对强度的提高而非削弱，不能认为焊缝越厚强度越高，焊缝超厚只会造成焊缝与母材结合部的缺口效应，产生大的应力集中而不利于强度。焊接件出现断裂往往不是焊得不牢，而是焊得过牢，物极必反，反不利于强度。
e) 不是铬钼钢的车，质量低劣。
自行车车架从未规定使用铬钼钢才是正规合理，也非必须，如何某品牌使用铬钼钢就成了良心企业？其他厂家不使用铬钼钢也未卖出和铬钼钢一样的价钱难道也是欺骗消费者，销售假冒伪劣吗？不使用铬钼钢同样可以满足使用要求，照样可以获得比铬钼钢更高的强度，谁说必须买铬钼钢车架才是正经？误导他人投入烧车的深坑居心何在？
f) 高碳钢车架
有人云：低端钢架都是高碳钢的，虽然重，但是强度高，韧性高，舒适性好，如果不在意重量的话，很适合长途和休闲骑行，既便宜又好用。
很多人都听说过类似的话，甚至自己都这么说。实际上第一个逗号前就错了——全世界的低端钢架自行车，没有一辆是高碳钢的，也没有车叉是高碳钢的。那么高端车有高碳钢的？高端车更没有高碳钢的！一，高碳钢好像是廉价的代名词，实际上高碳钢并不便宜。二，想把高碳钢制造成车架并不是一件容易的事，高碳钢焊接性很差，又难以加工和成型，材料成本和工艺成本都高导致其不可能出现在低端车上，更不要说容易产生焊接缺陷影响强度等问题。三，高碳钢韧性不好，含碳量高的钢韧性都不好。
g) 铬钼钢轻
所谓的铬钼钢轻就是认为铬钼钢密度小，但任何一种钢，铁元素都占绝大多数，一般占到百分之九十几，甚至99%以上，所以铁的密度决定了钢的密度，不同种类钢的密度只在很小的范围内波动，一般为7.8，铝也是一样，2.7。结合前文，车架想轻就能轻，车架轻不等于材料的密度小。
h) 铝合金不能变形
首先，任何物体受力都会变形，只是大小有差异，学过中学物理的人都知道这件事，如何在自行车上就不成立了呢？伪专家进一步解释：这里的变形指塑性变形，就是不能恢复的变形，铝一旦变形就会断掉。——不管是伪专家还是器材党，只要玩车烧车的人，估计都知道，铝合金车架有一种叫抽管的技术，那么就要问了，既然知道抽管技术，怎么能说铝不能变形呢？不变形怎么抽的管，抽管让管子变成各种厚度和形状，不就是让铝合金变形吗？抽管就是让铝合金变形，铝合金能够变形所以才能抽管。既然承认铝合金能抽管，怎么能说铝合金不能变形呢？
i) 钢架的弯而不折
很多人认为钢架充其量会弯，但不会折，而铝架会直接断掉，所以钢架似乎更优越一些。有这样想法的人似乎这样认为：骑车每天都会将车架撞弯或者压弯，钢架可以保证每次变弯之后都能修复成原状。钢架弯成下图状，你想如何修复？ 零件的破坏或失效，断裂是一种失效，失去正确的几何形状也就是发生塑性变形也是一种失效。不论断还是弯，严重的损坏根本无法修复。同时，断不等于强度低，弯也不等于强度高。正常骑行，谁也不轻易断，轻易弯。另外，实际上，大量的事实表明，铝架一样可以弯不折。
j) 碳架的破坏试验
网络上流传着对碳架和铝架进行暴力破坏试验的视频。这成了碳架“疲劳寿命高”的有力证据，被很多碳架支持者看做值得大书特书浓墨重彩的一笔。这些打着疲劳理论旗号的人全是伪专家，连疲劳手册的第一页都没有看过。如果这种试验能证明疲劳寿命，完全就是挂羊头卖狗肉。这种试验，只能说明静强度的问题，完全不能说明疲劳强度的问题。疲劳破坏的特点是在大幅度低于强度极限的应力长期作用下发生破坏，简单的说受力小而时间久，是小而久的问题，并不是大而短的问题。简单的力量加载，只能验证承受力的极限大小，不能证明寿命长短。