1. Увядзенне
У развітых краінах пачаўся аўтамабільны лёгкі вага і першапачаткова кіраваў традыцыйнымі аўтамабільнымі гігантамі. Пры пастаянным развіцці ён набраў значны імпульс. З тых часоў, калі індзейцы ўпершыню выкарыстоўвалі алюмініевы сплаў для атрымання аўтамабільных каленчатых валаў да першага масавага вытворчасці Audi Alumininum Cars у 1999 годзе, алюмініевы сплаў заўважыў надзейнага росту аўтамабільных прыкладанняў з-за яго пераваг, такіх як нізкая шчыльнасць, высокая спецыфічная трываласць і жорсткая вартасць, Добрая эластычнасць і ўстойлівасць да ўздзеяння, высокая ўтылізаванасць і высокая хуткасць рэгенерацыі. Да 2015 года доля прымянення алюмініевага сплаву ў аўтамабілях ужо перавысіла 35%.
Аўтамабільнае ў Кітаі пачалося менш за 10 гадоў таму, і тэхналагічны, і ўзровень прыкладанняў адстаюць ад развітых краін, такіх як Германія, ЗША і Японія. Аднак з распрацоўкай новых энергетычных транспартных сродкаў матэрыяльнае лёгкае хутка развіваецца. Карыстаючыся ростам новых энергетычных транспартных сродкаў, аўтамабільная лёгкая тэхналогія Кітая паказвае тэндэнцыю дагнаць развітых краін.
Рынак лёгкіх матэрыялаў у Кітаі велізарны. З аднаго боку, у параўнанні з развітымі краінамі за мяжой, лёгкія тэхналогіі Кітая пачаліся позна, а агульная вага бардзюра аўтамабіля павялічваецца. Улічваючы арыенцір прапорцыі лёгкіх матэрыялаў у замежных краінах, у Кітаі ўсё яшчэ ёсць шмат месца для развіцця. З іншага боку, абумоўленае палітыкай, хуткае развіццё новай кітайскай прамысловасці энергетычных транспартных сродкаў павысіць попыт на лёгкія матэрыялы і заклікае аўтамабільныя кампаніі рухацца да лёгкай вагі.
Паляпшэнне стандартаў выкідаў і спажывання паліва прымушае паскарэнне аўтамабільнага лёгкага вагі. Кітай цалкам рэалізаваў стандарты выкідаў у Кітаі VI ў 2020 годзе. Згодна з "метадам ацэнкі і паказчыкамі спажывання паліва легкавых аўтамабіляў" і "Дарожная карта па энергетыцы і новай тэхналогіі энергетыкі", стандарт спажывання паліва 5,0 л/км. Улічваючы абмежаваную прастору для значных прарываў у тэхналогіі рухавікоў і зніжэння выкідаў, прыняцце мер да лёгкіх аўтамабільных кампанентаў можа эфектыўна знізіць выкіды транспартных сродкаў і спажыванне паліва. Лёгкасць новых энергетычных транспартных сродкаў стала важным шляхам для развіцця галіны.
У 2016 годзе Кітайскае таварыства аўтамабільнай інжынерыі выпусціла "Дарожную карту эканоміі энергетыкі і новай тэхналогіі энергетыкі", якая запланавала такія фактары, як спажыванне энергіі, дыяпазон круізаў і вытворчыя матэрыялы для новых энергетычных транспартных сродкаў з 2020 па 2030 год. Лёгкасць будзе ключавым кірункам Для будучага развіцця новых энергетычных транспартных сродкаў. Лёгкае вагу можа павялічыць дыяпазон крэйсера і вырашыць "трывожнасць дыяпазону" ў новых энергетычных транспартных сродках. З павелічэннем попыту на пашыраны дыяпазон крэйсераў, аўтамабільная лёгкая вага становіцца актуальным, а продажы новых энергетычных транспартных сродкаў значна выраслі ў апошнія гады. Згодна з патрабаваннямі батавай сістэмы і "сярэдняга да доўгага тэрміну развіцця аўтамабільнай прамысловасці", падлічана, што да 2025 года продажу новых энергетычных транспартных сродкаў у Кітаі перавышаюць 6 мільёнаў адзінак, пры гэтым складаны гадавы рост росту росту стаўка, якая перавышае 38%.
2. Характарыстыкі і прыкладанні сплаву Aluminum
2.1 Характарыстыка алюмініевага сплаву
Шчыльнасць алюмінія на траціну сталі, што робіць яе больш лёгкай. Ён мае большую спецыфічную трываласць, добрую здольнасць экструзіі, моцную карозію ўстойлівасці і высокую ўтылізацыю. Алюмініевыя сплавы характарызуюцца ў першую чаргу складаецца з магнію, праяўляюць добрую цеплавую ўстойлівасць, добрыя ўласцівасці зваркі, добрую трываласць на стомленасць, немагчымасць умацавацца пры цеплааддачы і здольнасці павялічваць трываласць пры халоднай працы. Серыя 6 характарызуецца тым, што ў асноўным складаецца з магнію і крэмнію, з Mg2Si як асноўнай фазай умацавання. Найбольш шырока выкарыстоўваюцца сплавы ў гэтай катэгорыі - 6063, 6061 і 6005A. 5052 Алюмініевая пласціна-гэта алюмініевая пласціна Al-MG, з магніем у якасці асноўнага элемента легу. Гэта найбольш шырока выкарыстоўваецца анты-су-алюмініевы сплаў. Гэты сплаў мае высокую трываласць, высокую трываласць на стомленасць, добрую пластычнасць і ўстойлівасць да карозіі, нельга ўмацавацца пры цеплавой апрацоўцы, валодае добрай пластычнасцю ў паўнавартасным зацяшэнні працы, нізкай пластычнасцю ў затрымцы халоднай працы, добрай устойлівасцю да карозіі і добрымі зваркі. У асноўным ён выкарыстоўваецца для такіх кампанентаў, як бакавыя панэлі, даху і панэлі дзвярэй. 6063 Алюмініевы сплаў-гэта цяпло, які ўмацоўваецца ў серыі Al-MG-Si, з магніем і крэмніем у якасці асноўных элементаў лесу. Гэта алюмініевы сплаў, які падлягае цяпла, які лячыць, у асноўным выкарыстоўваецца ў структурных кампанентах, такіх як калоны і бакавыя панэлі, каб перанесці трываласць. Уводзіны ў гатункі алюмініевага сплаву паказана ў табліцы 1.
2.2 экструзія - важны метад фарміравання алюмініевага сплаву
Экструзія алюмініевага сплаву-гэта метад гарачага фарміравання, і ўвесь вытворчы працэс прадугледжвае ўтварэнне алюмініевага сплаву пад трохбаковым напружаннем сціску. Увесь вытворчы працэс можна апісаць наступным чынам: a. Алюмініевыя і іншыя сплавы раставаны і кінуты ў неабходныя нарыхтоўкі алюмініевага сплаву; нар. Разагрэтыя нарыхтоўкі ўкладваюцца ў экструзійную абсталяванне для экструзіі. Пад дзеяннем асноўнага цыліндра нарыхтоўка алюмініевага сплаву ўтвараецца ў неабходныя профілі праз паражніну формы; c. Каб палепшыць механічныя ўласцівасці алюмініевых профіляў, лячэнне растворам праводзіцца падчас або пасля экструзіі з наступным старэннем лячэння. Механічныя ўласцівасці пасля старэння лячэння вар'іруюцца ў залежнасці ад розных матэрыялаў і рэжымаў старэння. Статус цеплавой апрацоўкі профіляў грузавых аўтамабіляў прыведзены ў табліцы 2.
Экстрадаваныя алюмініевыя сплавы маюць некалькі пераваг перад іншымі метадамі фарміравання:
a. Падчас экструзіі экструдаваны метал атрымлівае больш моцнае і раўнамернае трохбаковае напружанне сціску ў зоне дэфармацыі, чым пракаткі і коўкі, таму ён можа ў поўнай меры гуляць у пластычнасць апрацаванага металу. З яго дапамогай можна перапрацоўваць складаныя для дэфармацыйных металаў, якія нельга апрацаваць шляхам пракаткі або коўкі і можа быць выкарыстана для вырабу розных складаных полых або цвёрдых кампанентаў перасеку.
нар. Паколькі геаметрыя алюмініевых профіляў можа быць разнастайнай, іх кампаненты маюць высокую калянасць, што можа палепшыць калянасць цела аўтамабіля, знізіць яго характарыстыкі NVH і палепшыць дынамічныя характарыстыкі кіравання аўтамабілем.
c. Прадукты з эфектыўнасцю экструзіі пасля тушэння і старэння маюць значна большую падоўжную трываласць (R, RAZ), чым прадукты, апрацаваныя іншымі метадамі.
в. Паверхню прадуктаў пасля экструзіі мае добры колер і добрую карозію, ухіляючы неабходнасць у іншым лячэнні супрацькаразійнай паверхні.
е. Апрацоўка экструзіі мае вялікую гнуткасць, нізкія выдаткі на інструменты і цвілі і нізкія выдаткі на змену дызайну.
f. З-за кіраванасці перасекаў алюмініевага профілю, ступень інтэграцыі кампанентаў можа быць павялічана, колькасць кампанентаў можа быць зніжана, а розныя канструкцыі перасеку могуць дасягнуць дакладнага пазіцыянавання зваркі.
Параўнанне прадукцыйнасці паміж экструдаванымі алюмініевымі профілямі для грузавікоў тыпу і звычайнай вугляроднай сталі паказана ў табліцы 3.
Наступны кірунак распрацоўкі алюмініевых сплаваў для грузавікоў тыпу: далейшае паляпшэнне трываласці профілю і павышэнне прадукцыйнасці экструзіі. Напрамак даследаванняў новых матэрыялаў для алюмініевых сплаваў для грузавых аўтамабіляў паказаны на малюнку 1.
3. Аналіз, аналіз трываласці і праверку
3.1 Структура грузавікоў з алюмініевага сплаву
Кантэйнер для грузавікоў у асноўным складаецца з зборкі пярэдняй панэлі, зборкі злева і правай бакавой панэлі, зборкі бакавой панэлі задняй дзверы, зборкі падлогі, зборкі на даху, а таксама ў выглядзе балтаў, бакавых ахоўнікаў, задняй ахоўнай падлучаны да шасі другога класа. Крыжавыя прамяні корпуса, слупы, бакавыя бэлькі і панэлі дзвярэй вырабляюцца з алюмініевых сплаваў, экструдаваных профіляў, у той час як падлогавыя і дахныя панэлі выраблены з плоскіх пласцін 5052 алюмініевых сплаваў. Структура грузавіка алюмініевага сплаву паказана на малюнку 2.
Выкарыстоўваючы працэс гарачай экструзіі алюмініевага сплаву 6 серыі, можа ўтварыць складаныя полыя перасекі, дызайн алюмініевых профіляў са складанымі перасекамі можа захаваць матэрыялы, адпавядаць патрабаванням трываласці прадукту і калянасці і адпавядаць патрабаванням узаемнай сувязі паміж імі паміж розныя кампаненты. Такім чынам, структура дызайну асноўных прамянёў і раздзельныя моманты інерцыі I і момантаў, якія супраціўляюцца w, прыведзены на малюнку 3.
Параўнанне асноўных дадзеных у табліцы 4 паказвае, што секцыйныя моманты інерцыі і супрацьдзеяння момантам распрацаванага алюмініевага профілю лепш, чым адпаведныя дадзеныя профілю прамяня жалеза. Дадзеныя каэфіцыента калянасці прыблізна такія ж, як у адпаведным профілі прамяня, і ўсе адпавядаюць патрабаванням дэфармацыі.
3.2 Максімальны разлік напружання
Прымаючы ключавы кампанент, які нясуць нагрузку, перакрыжаваны, як аб'ект, вылічваецца максімальнае напружанне. Намінальная нагрузка складае 1,5 Т, а перакрыжаваны прамень зроблены з алюмініевага сплаву 6063-T6 з механічнымі ўласцівасцямі, як паказана ў табліцы 5. Прамень спрашчаецца як кансольная структура для разліку сілы, як паказана на малюнку 4.
Прымаючы 344 мм прамень, нагрузка на прамень разлічваецца як F = 3757 N на аснове 4,5T, што ў тры разы больш за стандартную статычную нагрузку. q = f/l
дзе Q - унутранае напружанне прамяня пры нагрузцы, n/мм; F - гэта нагрузка, якую нясе прамень, разлічаны на аснове 3 разы больш за стандартную статычную нагрузку, якая складае 4,5 Т; L - даўжыня прамяня, мм.
Таму ўнутраны стрэс Q:
Формула разліку стрэсу заключаецца ў наступным:
Максімальны момант:
Прымаючы абсалютнае значэнне моманту, M = 274283 N · мм, максімальнае напружанне σ = M/(1,05 × W) = 18,78 МПа, і максімальнае значэнне напружання σ <215 МПа, які адпавядае патрабаванням.
3.3 Характарыстыкі злучэння розных кампанентаў
Алюмініевы сплаў мае дрэнныя зварныя ўласцівасці, а яго трываласць на зварачную кропку складае толькі 60% ад базавай трываласці матэрыялу. З -за пакрыцця пласта Al2O3 на паверхні алюмініевага сплаву, тэмпература плаўлення Al2O3 высокая, а тэмпература плаўлення алюмінія нізкая. Калі алюмініевы сплаў зварваецца, Al2O3 на паверхні трэба хутка разбіць, каб выканаць зварку. У той жа час рэшткі AL2O3 застануцца ў растворы алюмініевага сплаву, што ўплывае на структуру алюмініевага сплаву і зніжаючы трываласць алюмініевага сплаву. Такім чынам, пры распрацоўцы кантэйнера Alluminum, гэтыя характарыстыкі цалкам разглядаюцца. Зварка-гэта асноўны спосаб пазіцыянавання, а асноўныя кампаненты, якія нясуць нагрузку, падключаюцца балтамі. Такія злучэнні, як клёпкі і структура хвост, прыведзены на малюнках 5 і 6.
Асноўная структура корпуса All-Aluminum Box прымае структуру з гарызантальнымі прамянямі, вертыкальнымі слупамі, бакавымі прамянямі і краёвымі прамянямі, якія пераплятаюцца адзін з адным. Існуе чатыры кропкі злучэння паміж кожным гарызантальным прамянём і вертыкальным слупам. Кропкі злучэння абсталяваны зубчастымі пракладкамі, каб сеткаваць з зубчастым краем гарызантальнага прамяня, эфектыўна прадухіляючы слізгаценне. Восем вуглавых кропак у асноўным злучаны сталёвымі ўстаўкамі, замацаванымі балтамі і заклёпкамі, і ўзмацняюцца 5-мм трохкутныя алюмініевыя пласціны, зварныя ўнутры скрынкі, каб умацаваць кутнія пазіцыі ўнутрана. Знешні выгляд скрынкі не мае зваркі і адкрытых пунктаў злучэння, што забяспечвае агульны выгляд скрынкі.
3.4 SE Сінхронныя інжынерныя тэхналогіі
Сінхронная інжынерная тэхналогія SE выкарыстоўваецца для вырашэння праблем, выкліканых вялікімі назапашанымі адхіленнямі памераў для адпаведных кампанентаў у корпусе скрынкі і цяжкасцямі ў пошуку прычын прабелаў і збояў у плоскасці. Праз аналіз CAE (гл. Малюнак 7-8) аналіз параўнання праводзіцца з жалезнымі органамі, каб праверыць агульную трываласць і калянасць цела скрынкі, знайсці слабыя кропкі і прыняць меры па аптымізацыі і паляпшэнні схемы праектавання больш эфектыўна .
4. святло вагой эфекту алюмініевага сплаву
У дадатак да корпуса скрынкі, алюмініевыя сплавы могуць быць выкарыстаны для замены сталі для розных кампанентаў кантэйнераў грузавікоў, такіх як края ад 30% да 40% для грузавога аддзялення. Эфект зніжэння вагі для пустых грузавых кантэйнераў 4080 мм × 2300 мм × 2200 мм прыведзены ў табліцы 6. Гэта прынцыпова вырашае праблемы празмернай вагі, невыкананне аб'яў і рэгулюючыя рызыкі традыцыйных жалезародных грузавых аддзяленняў.
Замяняючы традыцыйныя сталі алюмініевымі сплавамі для аўтамабільных кампанентаў, не толькі могуць быць дасягнуты выдатныя лёгкія эфекты, але і могуць спрыяць эканоміі паліва, зніжэнні выкідаў і паляпшэнні прадукцыйнасці аўтамабіля. У цяперашні час існуюць розныя меркаванні адносна ўкладу лёгкіх у эканомію паліва. Вынікі даследаванняў Міжнароднага алюмініевага інстытута прыведзены на малюнку 9. Кожнае зніжэнне вагі аўтамабіля на 10% можа паменшыць спажыванне паліва на 6% да 8%. Зыходзячы з унутранай статыстыкі, зніжэнне вагі кожнага легкавага аўтамабіля на 100 кг можа знізіць спажыванне паліва на 0,4 л/100 км. Уклад лёгкага вагі ў эканомію паліва заснаваны на выніках, атрыманых з розных метадаў даследавання, таму ёсць некаторыя варыяцыі. Аднак аўтамабільная лёгкая вага аказвае значны ўплыў на зніжэнне спажывання паліва.
Для электрамабіляў лёгкі эфект яшчэ больш выяўлены. У цяперашні час адзінкавая шчыльнасць энергетычных батарэй электрамабіляў значна адрозніваецца ад традыцыйных транспартных сродкаў для вадкага паліва. Вага электрастанцыі (уключаючы акумулятар) электрамабіляў часта складае ад 20% да 30% ад агульнай вагі аўтамабіля. Адначасова, прабіваючы вузкае месца батарэй, гэта сусветная задача. Да таго, як ёсць вялікі прарыў у высокапрадукцыйнай тэхналогіі батарэі, лёгкі вага-гэта эфектыўны спосаб палепшыць круізны дыяпазон электрамабіляў. На кожныя 100 кг зніжэння вагі, дыяпазон крэйсерскіх электрамабіляў можа павялічвацца на 6% да 11% (сувязь паміж зніжэннем вагі і дыяпазонам крэйсера паказана на малюнку 10). У цяперашні час круізны асартымент чыстых электрамабіляў не можа задаволіць патрэбы большасці людзей, але зніжэнне вагі на пэўную суму можа значна палепшыць дыяпазон крэйсера, змякчыўшы трывожнасць дыяпазону і паляпшаючы карыстацкі досвед.
5.Conclusion
У дадатак да ўсёй алюмініевай структуры грузавіка алюмініевага сплаву, уведзенай у гэтым артыкуле, ёсць розныя тыпы грузавых аўтамабіляў, такія як алюмініевыя сотавыя панэлі, алюмініевыя пласціны, алюмініевыя рамы + алюмініевыя скіны і алюмініевы і жалеза-алюмініевы гібрыдны кантэйнер для кантэйнераў-кантэйнера . Яны маюць перавагі лёгкай вагі, высокай спецыфічнай трываласці і добрай карозійнай устойлівасці, і не патрабуюць электрафарэтычнай фарбы для абароны ад карозіі, зніжаючы ўздзеянне на навакольнае асяроддзе электрафарэтычнай фарбы. Аўтамабільны грузавік з алюмініевага сплаву прынцыпова вырашае праблемы з празмернай вагой, невыкананнем аб'яў і нарматыўных рызык традыцыйных жалезных грузавых аддзяленняў.
Экструзія з'яўляецца важным метадам апрацоўкі алюмініевых сплаваў, а алюмініевыя профілі валодаюць выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, таму калянасць кампанентаў раздзела адносна высокая. З-за пераменнага перасеку алюмініевыя сплавы могуць дасягнуць спалучэння некалькіх функцый кампанентаў, што робіць яго добрым матэрыялам для аўтамабільнай лёгкай вагой. Аднак шырокае прымяненне алюмініевых сплаваў сутыкаецца з такімі праблемамі, як недастатковая магчымасць дызайну для алюмініевых сплаваў грузавых аддзяленняў, праблемы з зваркі і зваркі, а таксама высокія выдаткі на развіццё і прасоўванне новых прадуктаў. Асноўная прычына па -ранейшаму заключаецца ў тым, што алюмініевы сплаў каштуе даражэй, чым сталь да перапрацоўкі экалогіі алюмініевых сплаваў.
У заключэнне, аб'ём прыкладанняў алюмініевых сплаваў у аўтамабілях стане больш шырокім, і іх выкарыстанне будзе працягваць павялічвацца. У сучасных тэндэнцыях эканоміі энергіі, зніжэння выкідаў і развіцця новай прамысловасці энергетычных транспартных сродкаў з паглыбленнем разумення ўласцівасцей алюмініевага сплаву і эфектыўных рашэнняў для алюмініевых сплаваў, алюмініевых экструзійных матэрыялаў будзе больш шырока выкарыстоўвацца ў аўтамабільнай лёгкай вазе.
Пад рэдакцыяй мая Цзян з алюмініевага мата
Час паведамлення: студзень-12-2024 гады
