1. Bubuka
Lightweighting otomotif dimimitian di nagara maju sareng mimitina dipimpin ku raksasa otomotif tradisional. Kalawan ngembangkeun kontinyu, éta geus miboga moméntum signifikan. Ti jaman India mimiti dipaké alloy aluminium pikeun ngahasilkeun crankshafts otomotif nepi ka produksi massal munggaran mobil sadaya-aluminium Audi di 1999, alloy aluminium geus katempo tumuwuhna kuat dina aplikasi otomotif alatan kaunggulan na kayaning dénsitas low, kakuatan husus tinggi na stiffness, élastisitas alus sarta lalawanan dampak, recyclability tinggi, sarta laju regenerasi tinggi. Ku 2015, proporsi aplikasi tina alloy aluminium dina mobil geus ngaleuwihan 35%.
Lightweighting otomotif Cina dimimitian kirang ti 10 taun ka tukang, sarta duanana tingkat téhnologi jeung aplikasi katinggaleun balik nagara maju kawas Jerman, Amérika Serikat, jeung Jepang. Nanging, kalayan pamekaran kendaraan énérgi énggal, bahan ringan beurat kamajuan gancang. Leveraging naékna kandaraan énergi anyar, téhnologi lightweighting otomotif Cina némbongkeun tren catching up jeung nagara maju.
pasar bahan lightweight Cina urang téh vast. Di hiji sisi, dibandingkeun sareng nagara-nagara maju di luar negeri, téknologi lightweighting China mimiti telat, sareng beurat kendaraan Curb langkung ageung. Tempo patokan proporsi bahan lightweight 'di nagara deungeun, aya kénéh ample kamar pikeun ngembangkeun di Cina. Di sisi anu sanés, didorong ku kabijakan, pamekaran gancang industri kendaraan énérgi anyar Cina bakal naekeun paménta pikeun bahan anu hampang sareng nyorong perusahaan otomotif pikeun ngalih ka lightweighting.
Perbaikan standar émisi sareng konsumsi bahan bakar maksakeun akselerasi lightweighting otomotif. Cina pinuh nerapkeun standar émisi Cina VI dina 2020. Numutkeun "Metode Evaluasi jeung Indikator Konsumsi BBM Mobil Panumpang" jeung "Hemat Énergi jeung Téhnologi Kandaraan Énergi Anyar Roadmap," standar konsumsi bahan bakar 5.0 L/km. Ningali rohangan kawates pikeun terobosan anu ageung dina téknologi mesin sareng pangurangan émisi, nyoko ukuran komponén otomotif anu hampang sacara efektif tiasa ngirangan émisi kendaraan sareng konsumsi bahan bakar. Lightweighting kandaraan énergi anyar geus jadi jalur penting pikeun ngembangkeun industri urang.
Dina 2016, China Automotive Engineering Society ngaluarkeun "Energy Saving and New Energy Vehicle Technology Roadmap," anu ngarencanakeun faktor sapertos konsumsi énérgi, rentang pelayaran, sareng bahan manufaktur pikeun kendaraan énergi énggal ti 2020 dugi ka 2030. Lightweighting bakal janten arah konci. pikeun ngembangkeun kahareup kandaraan énergi anyar. Lightweighting bisa ningkatkeun rentang cruising jeung alamat "rentang kahariwang" dina kandaraan énergi anyar. Kalayan ningkatna paménta pikeun jangkauan pelayaran anu panjang, lightweighting otomotif janten urgent, sareng penjualan kendaraan énergi énggal parantos ningkat sacara signifikan dina taun-taun ayeuna. Numutkeun sarat sistem skor sareng "Rencana Pangembangan Jangka Menengah pikeun Industri Otomotif," diperkirakeun yén ku 2025, penjualan kendaraan énérgi anyar Cina bakal langkung ti 6 juta unit, kalayan pertumbuhan taunan sanyawa. laju ngaleuwihan 38%.
2.Aluminium Alloy Ciri jeung Aplikasi
2.1 Ciri tina Aluminium Alloy
Kapadetan aluminium nyaéta sapertilu ti baja, sahingga leuwih hampang. Cai mibanda kakuatan husus luhur, kamampuhan Tonjolan alus, résistansi korosi kuat, sarta recyclability tinggi. Alumunium alloy dicirikeun ku utamana diwangun ku magnésium, némbongkeun résistansi panas alus, sipat las alus, kakuatan kacapean alus, henteu mampuh bisa strengthened ku perlakuan panas, sarta kamampuhan pikeun ngaronjatkeun kakuatan ngaliwatan kerja tiis. Runtuyan 6 dicirikeun ku utamana diwangun ku magnésium jeung silikon, jeung Mg2Si salaku fase strengthening utama. Alloy anu paling seueur dianggo dina kategori ieu nyaéta 6063, 6061, sareng 6005A. 5052 plat aluminium mangrupa runtuyan AL-Mg alloy plat aluminium, kalawan magnésium salaku unsur alloying utama. Ieu teh alloy aluminium anti karat paling loba dipaké. alloy Ieu kakuatan tinggi, kakuatan kacapean tinggi, plasticity alus sarta lalawanan korosi, teu bisa strengthened ku perlakuan panas, boga plasticity alus dina hardening semi-tiis, plasticity low dina hardening karya tiis, résistansi korosi alus, sarta sipat las alus. Ieu utamana dipaké pikeun komponén kayaning panels samping, panutup hateup, sarta panels panto. 6063 alloy aluminium mangrupakeun alloy strengthening panas-treatable dina runtuyan AL-Mg-Si, kalawan magnésium jeung silikon salaku elemen alloying utama. Ieu mangrupakeun profil alloy aluminium strengthening panas-treatable kalawan kakuatan sedeng, utamana dipaké dina komponén struktural kayaning kolom jeung panels samping mawa kakuatan. Hiji bubuka pikeun sasmita alloy aluminium ditémbongkeun dina Table 1.
2.2 Extrusion mangrupa Métode Ngabentuk penting tina Alloy Aluminium
Tonjolan alloy aluminium nyaéta métode ngabentuk panas, sarta sakabéh prosés produksi ngalibatkeun ngabentuk alloy aluminium dina stress compressive tilu arah. Sakabéh prosés produksi bisa digambarkeun saperti kieu: a. Aluminium jeung alloy séjén anu dilebur jeung tuang kana billet alloy aluminium diperlukeun; b. The billet preheated nempatkeun kana alat Tonjolan pikeun Tonjolan. Dina aksi silinder utama, billet alloy aluminium kabentuk kana propil diperlukeun ngaliwatan rongga tina kapang; c. Pikeun ningkatkeun sipat mékanis profil aluminium, perlakuan solusi dilaksanakeun nalika atanapi saatos ékstrusi, dituturkeun ku perawatan sepuh. Sipat mékanis sanggeus perlakuan sepuh rupa-rupa nurutkeun bahan béda jeung rezim sepuh. Status perlakuan panas tina profil treuk kotak-tipe ditémbongkeun dina Table 2.
Produk extruded alloy aluminium gaduh sababaraha kaunggulan dibandingkeun metode ngabentuk anu sanés:
a. Salila Tonjolan, logam extruded ménta stress compressive tilu arah kuat tur leuwih seragam dina zone deformasi ti rolling na forging, ku kituna bisa pinuh maénkeun plasticity tina logam olahan. Ieu bisa dipaké pikeun ngolah logam hésé-to-deform nu teu bisa diolah ku rolling atawa forging sarta bisa dipaké pikeun nyieun rupa kompléks kerung atawa komponén cross-bagian padet.
b. Kusabab géométri propil aluminium bisa rupa-rupa, komponén maranéhanana boga stiffness tinggi, nu bisa ningkatkeun rigidity awak wahana, ngurangan ciri NVH na, sarta ngaronjatkeun ciri kontrol dinamis wahana.
c. Produk kalayan efisiensi Tonjolan, sanggeus quenching tur sepuh, boga kakuatan longitudinal nyata luhur (R, Raz) ti produk olahan ku métode séjén.
d. Beungeut produk sanggeus Tonjolan boga warna alus sarta lalawanan korosi alus, ngaleungitkeun butuh perlakuan permukaan anti korosi lianna.
e. Pamrosésan ékstrusi ngagaduhan kalenturan anu saé, alat alat sareng biaya kapang anu rendah, sareng biaya parobahan desain anu rendah.
f. Alatan controllability of profil aluminium cross-bagian, darajat integrasi komponén bisa ngaronjat, jumlah komponén bisa ngurangan, sarta desain cross-bagian béda bisa ngahontal positioning las tepat.
Perbandingan kinerja antara profil aluminium extruded pikeun treuk kotak-tipe jeung baja karbon polos ditémbongkeun dina Table 3.
Arah Pangwangunan salajengna Propil Aluminium Alloy pikeun Box-tipe Truk: Salajengna ngaronjatkeun kakuatan profil na enhancing kinerja Tonjolan. Arah panalungtikan bahan anyar pikeun profil alloy aluminium pikeun treuk kotak-tipe ditémbongkeun dina Gambar 1.
3.Aluminium Alloy Box Struktur Treuk, Analisis Kakuatan, sarta Verifikasi
3.1 Aluminium Alloy Box Struktur Treuk
Wadahna treuk kotak utamana diwangun ku assembly panel hareup, kénca jeung katuhu panel sisi assembly, pungkur panto assembly panel samping, assembly floor, assembly hateup, kitu ogé bolts U ngawangun, penjaga samping, penjaga pungkur, flaps leutak, jeung asesoris séjén. disambungkeun ka chassis kelas kadua. Balok palang awak kotak, pilar, balok samping, sareng panél panto didamel tina propil extruded alloy aluminium, sedengkeun panel lantai sareng hateupna didamel tina 5052 pelat datar alloy aluminium. Struktur treuk kotak alloy aluminium ditémbongkeun dina Gambar 2.
Ngagunakeun prosés Tonjolan panas tina 6 runtuyan alloy aluminium bisa ngabentuk cross-bagian kerung kompléks, desain propil aluminium kalawan cross-bagian kompléks bisa ngahemat bahan, minuhan sarat kakuatan produk na stiffness, sarta minuhan sarat tina sambungan silih antara. rupa-rupa komponén. Ku alatan éta, struktur desain balok utama sareng momen potongan inersia I sareng momen nolak W dipidangkeun dina Gambar 3.
A ngabandingkeun tina data utama dina Table 4 nunjukeun yen moments sectional inersia jeung momen nolak profil aluminium dirancang leuwih hade tinimbang data pakait tina profil beam dijieunna tina beusi. Data koefisien stiffness kasarna sarua jeung profil beam dijieun tina beusi pakait, sarta sakabeh minuhan sarat deformasi.
3.2 Itungan Stress maksimum
Nyandak komponén beban-bearing konci, crossbeam, salaku obyék, stress maksimum diitung. Beban dipeunteun nyaéta 1,5 t, sarta crossbeam dijieunna tina 6063-T6 profil alloy aluminium mibanda sipat mékanis ditémbongkeun saperti dina Table 5. Beam ieu disederhanakeun salaku struktur cantilever keur itungan gaya, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4.
Nyandak balok bentang 344mm, beban compressive dina balok diitung F = 3757 N dumasar kana 4.5t, nyaéta tilu kali beban statik standar. q=F/L
dimana q nyaéta tegangan internal balok handapeun beban, N / mm; F nyaéta beban anu ditanggung ku balok, diitung dumasar kana 3 kali beban statik standar, nyaéta 4,5 t; L nyaéta panjang balok, mm.
Ku kituna, tegangan internal q nyaéta:
Rumus itungan tegangan nyaéta kieu:
Momen maksimum nyaéta:
Nyandak nilai mutlak momen, M=274283 N·mm, tegangan maksimum σ = M/(1,05 × w) = 18,78 MPa, jeung nilai stress maksimum σ<215 MPa, nu minuhan sarat.
3.3 Ciri Sambungan Rupa-rupa Komponén
alloy aluminium boga sipat las goréng, sarta kakuatan titik las na ngan 60% tina kakuatan bahan dasar. Alatan nutupan lapisan Al2O3 dina beungeut alloy aluminium, titik lebur Al2O3 luhur, sedengkeun titik lebur aluminium low. Nalika alloy aluminium dilas, Al2O3 dina beungeut cai kudu gancang pegat pikeun ngalakukeun las. Dina waktu nu sarua, résidu Al2O3 bakal tetep dina leyuran alloy aluminium, mangaruhan struktur alloy aluminium sarta ngurangan kakuatan tina titik las alloy aluminium. Ku alatan éta, nalika ngarancang wadahna sadaya-aluminium, ciri ieu dianggap pinuh. Welding nyaéta métode positioning utama, sarta komponén beban-bearing utama disambungkeun ku bolts. Sambungan sapertos struktur riveting sareng dovetail dipidangkeun dina Gambar 5 sareng 6.
Struktur utama awak kotak sadaya-aluminium adopts struktur jeung balok horizontal, pilar nangtung, balok samping, sarta balok ujung interlocking saling. Aya opat titik sambungan antara unggal balok horizontal sarta pilar nangtung. Titik sambungan dipasang ku gasket bergerigi pikeun bolong sareng ujung serrated balok horizontal, sacara efektif nyegah ngageser. Dalapan titik sudut utamana disambungkeun ku inserts inti baja, dibereskeun ku bolts na rivets timer Ngonci, sarta bertulang ku 5mm pelat aluminium triangular dilas jero kotak pikeun nguatkeun posisi sudut internal. Penampilan luar kotak teu boga las atawa titik sambungan kakeunaan, mastikeun penampilan sakabéh kotak.
3.4 SE Téhnologi Téknik sinkron
Téknologi rékayasa sinkron SE dianggo pikeun ngabéréskeun masalah anu disababkeun ku panyimpangan ukuran akumulasi anu ageung pikeun komponén anu cocog dina awak kotak sareng kasusah dina milarian panyabab sela sareng kagagalan datar. Ngaliwatan analisa CAE (tingali Gambar 7-8), analisa ngabandingkeun dilakukeun sareng awak kotak anu didamel tina beusi pikeun mariksa kakuatan sareng kaku awak kotak, mendakan titik lemah, sareng nyandak ukuran pikeun ngaoptimalkeun sareng ningkatkeun skéma desain sacara langkung efektif. .
4.Lightweighting Pangaruh tina Aluminium Alloy Box Treuk
Salian awak kotak, alloy aluminium bisa dipaké pikeun ngaganti baja pikeun sagala rupa komponén tina kotak-tipe peti treuk, kayaning mudguards, hansip pungkur, penjaga samping, latches panto, hinges panto, sarta edges apron pungkur, achieving a ngurangan beurat. tina 30% nepi ka 40% pikeun kompartemen kargo. Pangaruh pangurangan beurat pikeun wadah kargo 4080mm × 2300mm × 2200mm kosong dipidangkeun dina Tabel 6. Ieu fundamentally solves masalah beurat kaleuleuwihan, non-patuh kana announcements, sarta resiko pangaturan kompartemen kargo tradisional beusi-dijieun.
Ngaganti baja tradisional jeung alloy aluminium pikeun komponén otomotif, teu ngan bisa épék lightweighting alus teuing dihontal, tapi ogé bisa nyumbang kana tabungan suluh, réduksi émisi, sarta kinerja wahana ningkat. Ayeuna, aya sababaraha pendapat ngeunaan kontribusi lightweighting kana tabungan BBM. Hasil panalungtikan International Aluminium Institute ditémbongkeun dina Gambar 9. Unggal 10% pangurangan beurat kandaraan bisa ngurangan konsumsi BBM ku 6% nepi ka 8%. Dumasar statistik domestik, ngurangan beurat unggal mobil panumpang ku 100 kg bisa ngurangan konsumsi BBM ku 0,4 L/100 km. Kontribusi lightweighting kana tabungan BBM dumasar kana hasil diala tina métode panalungtikan béda, jadi aya sababaraha variasi. Sanajan kitu, lightweighting otomotif boga dampak signifikan dina ngurangan konsumsi bahan bakar.
Pikeun kandaraan listrik, pangaruh lightweighting malah leuwih jelas. Ayeuna, dénsitas énergi unit batré kakuatan kandaraan listrik béda sacara signifikan ti kendaraan suluh cair tradisional. Beurat sistem kakuatan (kaasup batré) kandaraan listrik mindeng akun pikeun 20% nepi ka 30% tina total beurat wahana. Dina waktos anu sami, ngalanggar bottleneck kinerja batré mangrupikeun tantangan sadunya. Sateuacan aya terobosan utama dina téknologi batré kinerja tinggi, lightweighting mangrupikeun cara anu efektif pikeun ningkatkeun jangkauan pelayaran kendaraan listrik. Pikeun unggal 100 kg ngurangan beurat, rentang cruising kandaraan listrik bisa ngaronjat ku 6% ka 11% (hubungan antara ngurangan beurat jeung rentang cruising ditémbongkeun dina Gambar 10). Ayeuna, rentang cruising kandaraan listrik murni teu bisa minuhan kaperluan paling jalma, tapi ngurangan beurat ku jumlah nu tangtu nyata bisa ngaronjatkeun rentang cruising, easing rentang kahariwang jeung ngaronjatkeun pangalaman pamaké.
5. Kacindekan
Salian struktur sadaya-aluminium tina treuk kotak alloy aluminium diwanohkeun dina artikel ieu, aya rupa-rupa jenis treuk kotak, kayaning panels alumunium sayang madu, plat aluminium ngaitkeun, pigura aluminium + kulit aluminium, sarta beusi-aluminium wadahna kargo hibrid. . Aranjeunna gaduh kaunggulan beurat hampang, kakuatan spésifik anu luhur, sareng résistansi korosi anu saé, sareng henteu meryogikeun cet éléktroforétik pikeun panangtayungan korosi, ngirangan dampak lingkungan tina cét éléktroforétik. Truk kotak alloy aluminium dasarna ngarengsekeun masalah beurat kaleuleuwihan, henteu patuh kana pengumuman, sareng résiko pangaturan kompartemen kargo buatan tradisional.
Ekstrusi mangrupikeun metode pamrosésan penting pikeun alloy aluminium, sareng profil aluminium gaduh sipat mékanis anu saé, janten kaku bagian komponén rélatif luhur. Kusabab variabel cross-bagian, alloy aluminium bisa ngahontal kombinasi sababaraha fungsi komponén, sahingga bahan alus keur lightweighting otomotif. Sanajan kitu, aplikasi nyebar tina alloy aluminium nyanghareupan tantangan kayaning kamampuhan design cukup pikeun compartments kargo alloy aluminium, ngabentuk jeung masalah las, sarta ngembangkeun sarta waragad promosi tinggi pikeun produk anyar. Alesan utama masih yén alloy aluminium hargana leuwih ti baja saméméh ékologi daur ulang tina alloy aluminium janten dewasa.
Dina kacindekan, wengkuan aplikasi alloy aluminium dina mobil bakal jadi lega, sarta pamakéan maranéhna bakal terus ningkat. Dina tren ayeuna hemat energi, réduksi émisi, sarta ngembangkeun industri wahana énergi anyar, kalawan pamahaman deepening sipat alloy aluminium sarta solusi éféktif pikeun masalah aplikasi alloy aluminium, bahan extrusion aluminium bakal leuwih loba dipaké dina lightweighting otomotif.
Diédit ku May Jiang ti MAT Aluminium
waktos pos: Jan-12-2024
