TOP
欢迎您访问LOL竞猜网站涂装设备和烤漆房有限公司官网!废气治理解决方案咨询电话:13188884292
LOL竞猜网站

LOL竞猜网站催化燃烧、涂装设备和烤漆房厂家

当前位置:首页 > 新闻中心

LOL竞猜网站_采用玻纤复合材料设计的汽车前轴

2021-10-09 12:31:33

  工业运输系统供给商Hutchinson公司为新款美丽208 FE 开辟出了采取玻璃纤维加强复合材料制成的前后桥。据介绍,这款夹杂电动概念车每100 km只耗损1.9L的汽油。从传统的金属轴/悬架系统转向一个基在复合材料的系统,下降了20.4 kg的重量,或说下降了年夜约40%的重量。美丽汽车公司与Hutchinson的母公司Total合作,设计了这款汽车,以探访一种可行的方式来知足欧洲关在“到2020年,每千米CO2的排放量低在90g”的峻厉的律例要求。明显,208 FE轻松地到达了这一尺度,据介绍,其每千米的CO2排放量是49g,这对一辆纯洁的夹杂动力汽车而言,是一项凸起的世界记载。

  Hutchinson的复合材料前轴悬架叶片示意图

  作为材料配方公司和面向汽车、轨道交通和航空工业的振动节制手艺制造商,Hutchinson操纵其经验设计了208 FE的车轴。Hutchinson将这些轴的布局复合材料焦点称为是一种“多功能的悬架叶片”,由于其设计特点是:在一个部件中整合了4种主要功能——悬架、转向、抗振动/噪声和防侧倾。在开辟进程中,设计工程师们整合/消弭了12个部件,包罗:弹簧、弹簧座、防侧倾杆、防侧倾杆配件、防侧倾杆的毗连杆和叉臂元件等。

  美丽208 FE, 一款夹杂动力概念汽车, 配备了采取年夜约50%单向环氧/玻璃纤维制成的前、后轴

  比拟金属悬架,该复合材料的叶片设计下降了20.4 kg的重量。在加工中,设计工程师们可以或许整合或消弭12个部件

  这一全新的悬架现实上发源在Hutchinson在20年前为另外一家欧洲汽车制造商出产的一个部件。Hutchinson复合材料手艺中间的手艺总监Bertrand Florentz回想说,那时该部件已预备投入出产,但因为对传统的钢悬架的偏好,这平生产打算*终被打消。跟着2020更峻厉的排放尺度行将落实,未达标的企业将面对惩罚,从而使今天的汽车制造商们正面对着市场情势的庞大转变。与此同时,Hutchinson初期所堆集的悬架利用经验,也使其快速地响应了美丽208 FE新的、设计怪异的成长要求。

  在设计汽车悬架时,起首斟酌的是,这一部件总成需要承受静载荷和动载荷,相当在散布到所有3个空间轴上的拉伸力、紧缩力和剪切力,即纵向的、垂直的和横向的载荷。驾驶时,其承受的动载荷可以到达汽车静载荷的5倍年夜,是以,在该部件的要害布局尺寸和整体设计中,动载荷是主要的斟酌身分。

  针对这些多轴向载荷问题,Hutchinson早期的“雄伟”设计方案是,采取一种梁散布平均的正交异性模子去摹拟主悬架布局。这类梁正交异性模子作为一个底线,答应工程师们针对局部需要的刚性特点,来知足汽车根基的静载荷要求。

  假如材料的力学机能和热机能在3个彼此垂直的标的目的上是**而自力的,则属在正交各向异性材料。比拟之下,各向同性材料的各类机能在所有的标的目的上都是不异的。另外,一种材料可以具有同质的或非同质的微布局。一种材料,如轧钢,是自然的正交各向异性和同质性。设计一种同质的正交各向异性的复合材料,要害是采取一样的“微布局”和年夜大都的单向玻璃纤维、按改变厚度和标的目的的一种层合组成体例,构建一种层压布局。如许的一种布局将答应设计工程师们在采取有限元阐发对部件建模后,经由过程增添或削减特定区域的加强材料,来处置好3个自力轴中的各类变形和载荷问题。

  是以,设计进程的第二步是在Hutchinson的研究中间对该悬架进行具体的有限元摹拟。在此所做的摹拟被用在模拟复合材料叶片的刚性,并供给具体的层合布局,包罗织物的取向和局部厚度。成果,取得了一种具有3个层合布局的叶片设计:层合布局一,在叶片的每端,球接头在此与柱子相接 ;层合布局二,是与安装在橡胶上的钢轴支架相毗连的两面的中心部门;层合布局三,支架之间的中心部门。

  在有限元仿真中斟酌的载荷类型是垂直载荷、纵向载荷、横向载荷、转角载荷、侧面冲击载荷和疲惫载荷。仿真输出的是所有标的目的上叶片的刚度、位移和活动学,和树脂和纤维的局部应力和应变。然后将应力和应变与尝试室取得的材料许用值比拟较,包罗需要的“材料掉效”身分。

  在一个并行开辟进程中,研究人员采取层压试样和纯树脂对材料进行了综合表征。具体到材料和部件出产)的工艺参数、总的反映热、热膨胀和热缩短和纤维集中度等,由经由过程差示扫描量热法、接触角丈量法和动态力学阐发法取得的丈量值计较而出。这些数据被用在生成一个悬架叶片的黏弹性模子,然后将其导入到ABAQUS 有限元阐发软件中。热力学阐发被用在肯定成型进程中加热的“热门”,和计较并猜测在固化轮回时代由加工引发的变形和残存应力,目标是当部件设计完成后优化加工前提,同时确保部件在正常出产的模具和装备上获得持续成型。

  虽然Hutchinson为美丽208 FE 设计了复合材料的前、后轴,但因为增添了转向元素而使前轴更加复杂。*终的悬架设计由一个弓形主布局的玻璃纤维加强叶片组成,其厚度规模在12~15 mm之间,纤维的体积含量跨越50%。该叶片长约1.2m,名义宽度140mm,弓深年夜约315mm。在消弭上述所有部件的进程中,该复合材料的轴/悬架设计整合了传统金属悬架的所有功能,如:该弓形的悬架叶片在组装进程中按其预压的外形被安装到汽车上,并横跨汽车前端宽度而作为一个单一的弹簧用在接收路振。该复合材料叶片的每面都由一对橡胶铰接而与汽车的白车身相连。当叶片为应对路振而产生曲折或紧缩时,在两对固定之间的横向轴中被拉长。为顺应这类横向延长,橡胶底座供给了需要的横向位移弹性,同时它们还可对路振和噪声进行额外的过滤。这些铰接被集成到一对包封了叶片每面的钢底壳中。

  每一个叶尖与钢球关节相连。这些球关节转而与毗连杆相连,这些毗连杆经由过程吸振器而被装到汽车上。在这些毗连点上,叶片承受*年夜的负载力,是以,在叶片设计中,对这一区域做了额外加强。经由过程代替防倾杆,该叶片自己就兼具了防侧倾的功能,这是由其固有的曲折刚性和固定的对称性实现的。现实上,基在变形的对称性,当左轮向上移动时,右轮也向上移动,这现实上是一个防倾毗连的界说。转向是传统的并且与叶片分手,一个毗连车轮的转向架经由过程左、右毗连杆而直接动弹。

  Florentz说,设计并制造一个复合材料的轴/悬架,在工程上支出的尽力最少是设计一样的金属部件的5倍。但就某种意义而言,破费额外的时候是需要的,由于钢作为一种传统材料而具有年夜量的测试数据和及格数据,但对复合材料部件而言,材料的*终表征必需在履历逐层老化、摹拟和后处置后而取得。假定在近似的利用中利用复合材料,可以确信的是,因为材料的认证、测试和摹拟工作从一个项目传递给了另外一个项目,是以年夜大都额外的工程开辟时候可以消弭。

  在在法国巴黎进行的JEC 2015展会中,该悬架叶片是Hutchinson公司展位的亮点

  ​JEC 2015展会中,参不雅者们可以或许在展出的悬架系统上清楚地看到该悬架设计是若何将弹簧叶片布局畴前悬架的转向功能平分离出来

  固然这项手艺仍被认为是概念性的,但这项利用却值得存眷且具有潜力。持久以来,复合材料一向被认为不合适贸易化汽车的布局利用,为此,复合材料行业做了很多艰巨的尽力,来证实复合材料替换金属的潜力。凭仗Hutchinson公司在此方面迈出的主要一步,相信汽车制造商和消费者们可以做出本身的判定。

LOL竞猜网站

LOL竞猜网站