1.Introdukcija
Automobilska lagana težina započela je u razvijenim zemljama i u početku su vodili tradicionalni automobilski divovi. Sa kontinuiranim razvojem, postigao je značajan zamah. Od trenutka kada su Indijci prvi put koristili legure aluminija za proizvode automobilskih radilica u Audijevu prvu masovnu proizvodnju svih aluminijskih automobila 1999. godine, aluminijska legura je vidjela snažan rast automobilskih aplikacija zbog svojih prednosti, kao što su niske gustoće, visoke specifične čvrstoće i krutosti, Dobra elastičnost i otpornost na udarce, visoka reciklabilnost i visoka brzina regeneracije. Do 2015. godine, udio aplikacije aluminijumske legure u automobilima već je premašio 35%.
Kinesko automobilsko lažno svjetlo počelo je prije manje od 10 godina, i i tehnologiju i lag za nivo primjene iza razvijenih zemalja poput Njemačke, Sjedinjenih Država i Japana. Međutim, s razvojem novih energetskih vozila, materijal lagana težina brzo napreduje. Oduzimanje rasta novih energetskih vozila, kineska tehnologija automatske lagane težine pokazuje trend su nadoknađivanja razvijenih zemalja.
Kineski lagani tržište materijala je ogroman. S jedne strane, u odnosu na razvijene zemlje u inostranstvu, kineska lagana tehnologija započela je kasno, a ukupna težina za oblikovanje vozila je veća. S obzirom na referentnu vrijednost laganog materijala u stranim zemljama, još uvijek postoji velika soba za razvoj u Kini. S druge strane, vođeni politikama, brzi razvoj kineske industrije novog energetskog vozila pojačatit će potražnju za laganim materijalima i ohrabriti automobilske kompanije da se kreću prema laganoj težini.
Poboljšanje standarda potrošnje emisije i potrošnje goriva prisiljava ubrzanje automobilskih laganih. Kina je u potpunosti implementirala China VI standarde emisije u 2020. godini. Prema "metodi evaluacije i pokazatelja za potrošnju goriva putničkih automobila" i "uštedu energije i nove tehnologije vozila", standard potrošnje goriva 5,0 l / km. Uzimajući u obzir ograničen prostor za značajne proboj u tehnologiji i smanjenju emisija, usvajanje mjera za lagane automobilske komponente mogu učinkovito smanjiti emisiju vozila i potrošnju goriva. Lagana vozila novih energetskih vozila postala je suštinski put za razvoj industrije.
U 2016. godini Kina Automotivno inženjersko društvo izdalo je "štednju energijom i novim energetskim tehnologijama vozila", koji su planirali faktore kao što su potrošnja energije, krstareći raspon i proizvodne materijale za nova energetska vozila od 2020. do 2030. godine. Bit će ključni smjer za budući razvoj novih energetskih vozila. Lagana može povećati raspon krstarenja i adresu "raspona anksioznosti" u novim energetskim vozilima. Uz sve veću potražnju za produženim rasponom krstarenja, automotivno lagano postaje hitno, a prodaja novih energetskih vozila značajno porasla. Prema potrebama sistema rezultata i "srednjoročno razvojni plan za automobilsku industriju", procjenjuje se da će do 2025. godine kineska prodaja novih energetskih vozila premašiti 6 miliona jedinica, sa složenim godišnjim rastom stopa veća od 38%.
2.Aluminijske limunske karakteristike i aplikacije
2.1 Karakteristike legure aluminija
Gustina aluminija je jedna trećina čelika, čineći ga lakšim. Ima višu specifičnu snagu, dobru sposobnost ekstruziranja, jaku otpornost na koroziju i visoku reciklažljivost. Aluminijske legure karakteriziraju prvenstveno sastoji se od magnezijuma, izlagajući dobru otpornost na toplinu, dobru svojstva zavarivanja, dobru snagu umor, nemogućnost da se ojača toplinskim tretmanom i mogućnost povećanja čvrstoće kroz hladno radu. Serije 6 karakterizira prvenstveno sastoji se od magnezijuma i silikona, a MG2SI kao glavno jačanje faze jačanja. Najčešće korištene legure u ovoj kategoriji su 6063, 6061 i 6005A. 5052 aluminijska ploča je aluminijska ploča od legure serije Al-mg, sa magnezijumom kao glavni legirani element. To je najčešće korišteno aluminijska legura protiv hrđe. Ova legura ima visoku čvrstoću, visoku snagu umor, dobru plastičnost i koroziju, ne može se ojačati toplinskim tretmanom, ima dobru plastičnost u poluhladnoj radnoj kaljenju, nisku plastičnost u hladnoj radnoj otpornosti i dobrim svojstvima za zavarivanje. Uglavnom se koristi za komponente kao što su bočne ploče, krovne poklopce i ploče vrata. 6063 Aluminijska legura je valuta za jačanje topline u seriji Al-MG-SI, sa magnezijumom i silicijumom kao glavnim legiranim elementima. To je toplotni profil jačanja aluminijskog legura sa srednje čvrstoće, uglavnom se koristi u strukturnim komponentama kao što su stubovi i bočni paneli za nošenje čvrstoće. Uvod u razrede od legure aluminija prikazano je u tablici 1.
2.2 Ekstruzija je važan način formiranja aluminijumske legure
Aluminijska legura ekstruzija je metoda vruće formiranje, a cjelokupni proizvodni proces uključuje formiranje legure aluminija pod trosmjernim pritiskom na stres. Čitav proces proizvodnje može se opisati na sljedeći način: a. Aluminij i druge legure se rastopiju i bave u potrebne grenice od aluminija od aluminija; b. Predgrijani milijarde stavljaju se u ekstruzijsku opremu za ekstruziju. Pod djelovanjem glavnog cilindra, aluminijski legura Billet formira se u potrebne profile kroz šupljinu kalupa; c. Da bi se poboljšala mehanička svojstva aluminijumskih profila, liječenje otopine se vrši tijekom ili nakon ekstruzije, nakon čega slijedi liječenje starenja. Mehanička svojstva nakon tretmana starenja variraju ovisno o različitim materijalima i režimima starenja. Status toplotnog obradskog obrade profila kamiona tipa kutija prikazan je u tablici 2.
Proizvodi sa legurom aluminija imaju nekoliko prednosti u odnosu na druge metode formiranja:
a. Tijekom ekstrudiranog metala dobiva jači i ujednačeniji trosmjerni pritisak u zoni deformacije od kotrljanja i kominala, tako da može u potpunosti reproducirati plastičnost obrađenog metala. Može se koristiti za obradu metala teško deformiranja koji se ne mogu obraditi valjanjem ili kovanjem i može se koristiti za izradu različitih složenih šupljih ili čvrstih komponenti presjeka.
b. Budući da se geometrija aluminijskih profila može raznoviti, njihove komponente imaju visoku krutost, koja mogu poboljšati krutost tijela vozila, smanjiti svoje NVH karakteristike i poboljšati dinamičke karakteristike upravljanja vozilima.
c. Proizvodi sa ekstrudiranom efikasnošću, nakon gašenja i starenja, imaju znatno veću uzdužnu snagu (R, RAZ) od proizvoda obrađenih drugim metodama.
d. Površina proizvoda nakon ekstruzije ima dobru boju i dobru otpornost na koroziju, eliminirajući potrebu za drugim antikorozivnim površinskim obradom.
e. Obrada ekstruzije ima veliku fleksibilnost, niske troškove alata i kalupa i troškove promjene niskog dizajna.
f. Zbog kontrole aluminijumskog profila, stepen integracije komponente može se povećati, broj komponenti se može smanjiti, a različiti dizajni presjeka mogu postići precizno zavarivanje.
Usporedba performansi između ekstrudiranih aluminijumskih profila za kamione s kutijama i obični ugljični čelik prikazan je u tablici 3.
Sljedeći razvojni smjer aluminijumskih legura profila za kamione s kutijama: Dalje poboljšanje čvrstoće profila i poboljšanje performansi ekstruzije. Istraživački smjer novih materijala za aluminijske legure profila za kamione s box-om prikazani su na slici 1.
3.Aluminijska legura kutija za kamione, analiza snage i verifikacija
3.1 Aluminijska legura kutija za kamione
Kutijanski kontejner se uglavnom sastoji od montaža prednjeg panela, sklop lijeve i desne bočne ploče, sklop bočne ploče za stražnju vratima, sklop poda, sklop krova, kao i vijci u obliku slova U-Oblikovane, stražnje gardes, zadirke zadnje i ostale dodatke povezan s drugom klasičnom šasijom. Pokrivene grede, stubovi, bočne grede i ploče od vrata izrađeni su od ekstrudiranih aluminijskih legura ekstrudiranih profila, dok su poda i krovne ploče izrađene od 5052 ravnih ploča od aluminijske legure. Struktura aluminijumskog legura kutija je prikazana na slici 2.
Pomoću vrućeg ekstrujnog postupka aluminijske legure 6 može formirati složene šuplje presjeke, dizajn aluminijskih profila sa složenim presjecima može uštedjeti materijale, ispunjavanje zahtjeva čvrstoće i ispuštanja i ispunjavanja zahtjeva međusobne veze između Razne komponente. Stoga se glavna struktura dizajna i sekcije u sekciji inercija i inercija i inercija i inercija i ponovni trenuci prikazuju na slici 3.
Usporedba glavnih podataka u tablici 4 pokazuje da su sekcijski trenuci inercijskih i otpornih trenutaka dizajniranog aluminijumskog profila bolji od odgovarajućih podataka željeznog profila grede. Podaci o koeficijentu krutosti otprilike su isti kao oni odgovarajućih profila bez željeza i svi ispunjavaju zahtjeve deformacije.
3.2 Maksimalni izračun stresa
Uzimanje ključne nosive komponente, križarskog zraka, kao objekt, izračunava se maksimalni stres. Nazivno opterećenje je 1,5 t, a križar se izrađuje od 6063-T6 aluminijumskog legura s mehaničkim svojstvima kao što je prikazano u tablici 5. Širina je pojednostavljena kao konstrukcija za izračun sile, kao što je prikazano na slici 4.
Uzimanje zraka od 344 mm, kompresivno opterećenje na gredi izračunava se kao F = 3757 N na osnovu 4,5t, što je tri puta standardno statičko opterećenje. q = f / l
gdje je q unutarnji stres snopa ispod tereta, n / mm; F je opterećenje snopom, izračunato na osnovu 3 puta standardnog statičkog opterećenja, što je 4,5 t; L je duljina snopa, mm.
Stoga je unutrašnji stres Q je:
Formula za izračun stresa je sljedeća:
Maksimalni trenutak je:
Uzimanje apsolutne vrijednosti trenutka, m = 274283 n · mm, maksimalni stres σ = m / (1,05 × w) = 18,78 MPa, te maksimalna vrijednost stres σ <215 MPA, koja ispunjava zahtjeve.
3.3 Karakteristike veze različitih komponenti
Aluminijska legura ima lošu nekretnine za zavarivanje, a jačina zavarivanja je samo 60% čvrstoće osnovne materijale. Zbog prekrivanja sloja al2O3 na površini od legure aluminija, talište za topljenje AL2O3 je visoka, dok je talište aluminija niska. Kad je aluminijska legura zavarena, AL2O3 na površini mora se brzo slomiti da bi izvršili zavarivanje. Istovremeno, ostatak AL2O3 ostat će u otopini aluminijumske legure, koji utječe na strukturu legure aluminija i smanjujući snagu aluminijske legure. Stoga, prilikom dizajniranja aluminijskog kontejnera, ove se karakteristike u potpunosti razmatraju. Zavarivanje je glavna metoda pozicioniranja, a glavne nosive komponente povezane su vijcima. Priključci kao što su zavijanje i struktura dovetail prikazana su na slikama 5 i 6.
Glavna struktura tijela za all-aluminijski okvir prihvaća strukturu horizontalnim gredama, vertikalnim stubovima, bočnim snopovima i grickalice se međusobno međusobno mijenjaju. Postoje četiri priključne točke između svakog vodoravnog snopa i vertikalnog stupa. Priključne točke opremljene su nazubljenim brtvama za mrežiranje s nazubljenim rubom vodoravnog snopa, učinkovito sprečavajući klizanje. Osam ugla uglavnom su povezane čeličnim jezgrenim umetcima, pričvršćenim vijcima i zakovicama za samo zaključavanje, a ojačane 5 mm trokutastim aluminijskim pločicama zavarenim unutar okvira da bi se interno ojačali položaji ugla. Vanjski izgled okvira nema zavarivanje ili izložene veze priključka, osiguravajući ukupni izgled kutije.
3.4 SE sinhrona tehnologija inženjerske tehnologije
Senhrona tehnologija inženjerske tehnologije koristi se za rješavanje problema uzrokovanih velikim akumuliranim odstupanjima veličine za podudaranje komponenti u kućištu okvira i poteškoće u pronalaženju uzroka nedostataka i ravnih kvarova. Kroz CAE analizu (vidi sliku 7-8) s upravljanim tijelima za usporedbu s željeznim tijelima sa postavljenim okvirom za provjeru cjelokupne čvrstoće i krutosti karoserije kutije, pronađite slabe bodove i poduzmite mjere za optimizaciju i poboljšanje dizajnerske sheme učinkovitije .
4. Osvjetljenje dekreta za kamion aluminijum legura
Pored kutije, aluminijske legure mogu se koristiti za zamjenu čelika za razne komponente kontejnera za kamione, poput blatobrana, stražnjih čuvara, bočnih štitnika, šarke za vrata i rubove za pregače na vratima, postizanje smanjenja zadnje pregačene od 30% do 40% za teretni pretinac. Učinak smanjenja težine za prazan 4080 mm × 2300 mm × 2200 mm Kontejner tereta prikazan je u tablici 6. Ovo u osnovi rješava probleme prekomjerne težine, nepoštivanja najava i regulatornih rizika od tradicionalnih željeznih pretinca za željeznice.
Zamjenom tradicionalnog čelika od aluminijskih legura za automobilske komponente, ne samo da se mogu postići odličnim laganim efektima, već može doprinijeti uštedi goriva, smanjenju emisije i poboljšanim performansama vozila. Trenutno postoje različita mišljenja o doprinosu lagane uštede goriva. Rezultati istraživanja Međunarodnog aluminijskog zavoda prikazani su na slici 9. Svakih 10% smanjenja težine vozila može smanjiti potrošnju goriva za 6% na 8%. Na osnovu domaće statistike, smanjenje težine svakog putničkog automobila za 100 kg može smanjiti potrošnju goriva za 0,4 l / 100 km. Doprinos lagane uštede goriva zasnovan je na rezultatima dobivenim iz različitih metoda istraživanja, tako da postoji neka varijacija. Međutim, automobilska lagana težina ima značajan utjecaj na smanjenje potrošnje goriva.
Za električna vozila lagani efekat još je izraženiji. Trenutno je jedinica energetske gustoće električne energije električne energije baterije značajno različita od tradicionalnih tekućih goriva. Težina elektroenergetskog sustava (uključujući bateriju) električnih vozila često čini 20% do 30% ukupne težine vozila. Istovremeno, probijanje kroz grločenje baterija je širom svijeta izazov. Prije nego što postoji veliki proboj u tehnologiji baterije visoke performanse, lagana težina je efikasan način poboljšanja raspona krstarenja električnim vozilima. Za svakih 100 kg smanjenja težine, raspon krstarenja električnim vozilima može se povećati za 6% na 11% (odnos između smanjenja težine i krstareći raspon prikazan je na slici 10). Trenutno se krstareći asortiman čistih električnih vozila ne može udovoljiti potrebama većine ljudi, ali smanjenje težine određenim iznosom može značajno poboljšati raspon krstarenja, asortiman za ublažavanje i poboljšanje korisničkog iskustva.
5.Konluzija
Pored all-aluminijskog konstrukcije aluminijumskog legura uvedene u ovom članku, postoje različite vrste kutija za kutije, poput aluminijskih panela saća, ploče od aluminijskih kopča, aluminijskih kože i aluminijumske hibridne teretni kontejneri . Oni imaju prednosti lagane težine, visoke specifične snage i dobre otpornosti na koroziju i ne zahtijevaju elektroforetsku boju za zaštitu od korozije, smanjujući utjecaj elektroforetske boje. Kutija od legura aluminijuma u osnovi rješava probleme prekomjerne težine, nepoštivanja najava i regulatornih rizika tradicionalnih željeznih pretinca za željeznice.
Ekstruzija je osnovna metoda obrade za aluminijske legure, a aluminijski profili imaju odlična mehanička svojstva, tako da je ukočenost dijelova komponente relativno visoka. Zbog varijabilnog presjeka, aluminijske legure mogu postići kombinaciju višestrukih funkcija komponenata, što ga čini dobrom materijalom za automobilsku laganu težinu. Međutim, široko rasprostranjena primjena aluminijskih legura suočena je s izazovima kao što su nedovoljna dizajnerska sposobnost za aluminijski aluminijski pretinci, formiranje i zavarivanje pitanja i visoke razvojne troškove za nove proizvode. Glavni razlog je i dalje da legura aluminija košta više od čelika prije nego što se recikliranje ekologije aluminijskih legura postaje zrelo.
Zaključno, primjena opsega aluminijskih legura u automobilima postat će širi, a njihova upotreba će se i dalje povećavati. U trenutnim trendovima uštede energije, smanjenje emisije i razvoj nove energetske industrije, sa produbljivanjem svojstava aluminijske legure i efikasnih rješenja za probleme sa aluminijskim legurom, aluminijski materijali za ekstruziju bit će široko korišteni u automobilskoj lažnoj težini.
Uredio May Jiang iz mat aluminija
Pošta: Jan-12-2024
