1. Úvod
Automobilový průmysl odlehčené začalo ve rozvinutých zemích a původně byl veden tradičními automobilovými giganty. S nepřetržitým vývojem získal významnou dynamiku. Od doby, kdy Indiáni poprvé použili slitinu hliníku k výrobě automobilových klikových hřídelí k první hromadné výrobě všech hliníků Audi v roce 1999, zaznamenala slitina hliníku v automobilových aplikacích vzhledem k jeho výhodám, jako je nízká hustota, vysoká specifická síla a tuhost, a Dobrá elasticita a odolnost proti nárazu, vysoká recyklovatelnost a vysoká míra regenerace. Do roku 2015 již podíl aplikací slitiny hliníku v automobilech překročil 35%.
Čínský automobilový průmysl odlehčený začal před méně než 10 lety a jak na úrovni technologií, tak na úrovni aplikací zaostávají za rozvinutými zeměmi, jako je Německo, Spojené státy a Japonsko. Při vývoji nových energetických vozidel však rychle postupuje materiál. Čínská automobilová technologie lehké váhy, která využívá vzestup nových energetických vozidel, vykazuje trend dohánění rozvinutých zemí.
Čínský lehký trh materiálů je obrovský. Na jedné straně, ve srovnání s rozvinutými zeměmi v zahraničí, začala čínská technologie lehké váhy pozdě a celková hmotnost obrubníku vozidla je větší. S ohledem na měřítko proporce lehkých materiálů v cizích zemích je v Číně stále dostatečný prostor pro rozvoj. Na druhé straně, řízený politikou, rychlý rozvoj nového čínského průmyslu energetických vozidel posílí poptávku po lehkých materiálech a povzbudí automobilové společnosti, aby se posunuly směrem k lehkému váha.
Zlepšení standardů spotřeby paliva a spotřeby paliva nutí zrychlení automobilového lehkého průmyslu. Čína v roce 2020 plně implementovala emisní standardy Číny VI. Podle „metody hodnocení a ukazatelů spotřeby paliva osobních automobilů“ a „úspory energie a technologie nového energetického vozidla“, standardu spotřeby paliva 5,0 l/km. S ohledem na omezený prostor pro podstatné průlomy v oblasti motorových technologií a snižování emisí může přijetí opatření k lehkým automobilovým komponentám účinně snížit emise vozidla a spotřebu paliva. Lehké energetické vozidla se stala zásadní cestou pro rozvoj tohoto odvětví.
V roce 2016 vydala společnost China Automotive Engineering Society „Roadmap pro úsporu energie a nové technologie energetických vozidel“, který plánoval faktory, jako je spotřeba energie, výletní řada a výrobní materiály pro nová energetická vozidla od roku 2020 do roku 2030. Lehký směr bude klíčovým směrem. Pro budoucí vývoj nových energetických vozidel. Lehké váhy může zvýšit výletní rozsah a řešit „rozsah úzkosti“ v nových energetických vozidlech. S rostoucí poptávkou po prodlouženém výletním dosahu se automobilový průmysl stává naléhavě naléhavě a v posledních letech se výrazně rozrostl prodej nových energetických vozidel. Podle požadavků systému skóre a „plánu rozvoje pro automobilový průmysl v polovině až“ se odhaduje, že do roku 2025 bude čínský prodej nových energetických vozidel překročit 6 milionů jednotek, se složeným ročním růstem sazba přesahující 38%.
2. Charakteristiky a aplikace slitiny naloumínu
2.1 Charakteristiky slitiny hliníku
Hustota hliníku je jedna třetina hustoty oceli, což je lehčí. Má vyšší specifickou sílu, dobrou vytlačovací schopnost, silnou odolnost proti korozi a vysokou recyklovatelnost. Hliníkové slitiny se vyznačují primárně složeným z hořčíku, vykazující dobrou tepelnou odolnost, dobré svařovací vlastnosti, dobrou únavovou sílu, neschopnost být posílena tepelným zpracováním a schopností zvyšovat sílu při práci s chladem. Série 6 je charakterizována primárně složeným z hořčíku a křemíku, s hlavní fází posilování MG2SI. Nejrozšířenější slitiny v této kategorii jsou 6063, 6061 a 6005a. 5052 Hliníková deska je hliníková deska Al-MG série hliníkové destičky, s hlavním prvkem při lezení. Jedná se o nejpoužívanější slitinu hliníku. Tato slitina má vysokou pevnost, vysokou únavovou sílu, dobrou plasticitu a odolnost proti korozi, nelze posílit tepelným zpracováním, má dobrou plasticitu v polořadovém tvrzení, nízké plasticitě v kazetu za studena, dobrý odolnost proti korozi a dobré svařovací vlastnosti. Používá se hlavně pro komponenty, jako jsou boční panely, střešní kryty a dveřní panely. 6063 Hliníková slitina je posilovatelná slitina léčená teplem v sérii Al-MG-SI, s hlavními letícími prvky hořčíkem a křemíkem. Jedná se o profil posilování hliníkové slitiny ošetřovatelného tepelně se středním pevností, hlavně používaným ve strukturálních složkách, jako jsou sloupy a boční panely, aby neseli sílu. Úvod do stupňů slitiny hliníku je uveden v tabulce 1.
2.2 Extruze je důležitá metoda formování slitiny hliníku
Extruze slitiny hliníku je metodou formování horkých a celý výrobní proces zahrnuje vytvoření slitiny hliníku při třícestném tlakovém stresu. Celý výrobní proces lze popsat takto: Hliník a další slitiny jsou roztaveny a odlity do požadovaných hliníkových slitin; b. Předehřívané sochory jsou vloženy do vytlačovacího zařízení pro vytlačování. Pod působením hlavního válce je do požadovaných profilů vytvořena hliníková slitinová billet prostřednictvím dutiny formy; C. Za účelem zlepšení mechanických vlastností hliníkových profilů se ošetření roztoku provádí během nebo po vytlačování, následované ošetřením stárnutí. Mechanické vlastnosti po stárnutí se liší v závislosti na různých materiálech a režimech stárnutí. Stav tepelného zpracování profilů nákladních vozidel typu krabice je uveden v tabulce 2.
Produkty extrudované hliníkové slitiny mají několik výhod oproti jiným metodám formování:
A. Během vytlačování získá extrudovaný kov silnější a rovnoměrnější třícestné tlakové napětí v deformační zóně než válcování a kování, takže může plně hrát plasticitu zpracovaného kovu. Lze jej použít ke zpracování obtížně zpravodajských kovů, které nelze zpracovat válcováním nebo kováním a lze jej použít k výrobě různých složitých složek dutých nebo pevných průřezových složek.
b. Protože geometrie hliníkových profilů se může měnit, jejich komponenty mají vysokou tuhost, což může zlepšit rigiditu těla vozidla, snížit jeho vlastnosti NVH a zlepšit vlastnosti dynamického řízení vozidla.
C. Produkty s účinností vytlačování mají po zhášení a stárnutí výrazně vyšší podélnou pevnost (R, RAZ) než produkty zpracované jinými metodami.
d. Povrch produktů po vytlačování má dobrou barvu a dobrou odolnost proti korozi, což eliminuje potřebu dalšího ošetření povrchu proti korozi.
E. Zpracování vytlačování má velkou flexibilitu, nízké náklady na nástroje a náklady na plísně a nízké náklady na změnu designu.
F. Vzhledem k ovladatelnosti průřezů hliníkového profilu lze zvýšit stupeň integrace komponent, počet komponent může být snížen a různé návrhy průřezu mohou dosáhnout přesného umístění svařování.
Porovnání výkonu mezi extrudovanými hliníkovými profily pro nákladní automobily typu krabice a obyčejnou uhlíkovou ocelí je uvedeno v tabulce 3.
Další směr vývoje profilů slitiny hliníkové slitiny pro nákladní automobily typu krabice: další zlepšení síly profilu a zvýšení výkonu vytlačování. Výzkumný směr nových materiálů pro profily slitiny hliníku pro nákladní vozy typu krabic je znázorněn na obrázku 1.
3. STRUKTURA VOZIDKY VOZIDKY ALALUMINUMU, ANALÝZA PECORU A OVEŘEJTE
3.1 Struktura krabice na krabici z hliníku
Kontejner v krabici se skládá hlavně ze sestavy předního panelu, sestavy levého a pravého bočního panelu, sestavy bočního panelu zadních dveří, sestavy podlahy, sestavy střechy a také šroubů ve tvaru U, bočních stráží, zadních stráží, bahenních klapků a dalšího příslušenství připojeno k podvozku druhé třídy. Krabice tělové kříže, sloupy, boční paprsky a dveřní panely jsou vyrobeny z profilů extrudovaných z hliníkových slitin, zatímco podlahové a střešní panely jsou vyrobeny z 5052 plochých plochých slitin z hliníku. Struktura krabicového vozu z hliníkové slitiny je znázorněna na obrázku 2.
Použití procesu vytlačování horkého série hliníkových slitiny 6 může tvořit komplexní duté průřezy, návrh hliníkových profilů se složitými průřezy může ušetřit materiály, splňovat požadavky síly a tuhosti produktu a splnit požadavky vzájemného spojení mezi různé komponenty. Proto jsou na obrázku 3 znázorněny konstrukce hlavního paprsku a sekční momenty setrvačnosti I a odolných momentů w.
Porovnání hlavních dat v tabulce 4 ukazuje, že sekční momenty setrvačnosti a odolné momenty navrženého hliníkového profilu jsou lepší než odpovídající data profilu paprsku železa. Data koeficientu tuhosti jsou zhruba stejná jako data odpovídajícího profilu paprsku vyrobeného železa a všechny splňují požadavky na deformaci.
3.2 Maximální výpočet napětí
Vezmeme-li klíčovou komponentu nesoucí klíč, crossbeam, jako objekt, se vypočítá maximální napětí. Jmenovité zatížení je 1,5 T a křížový paprsek je vyroben z profilu slitiny z hliníku 6063-T6 s mechanickými vlastnostmi, jak je uvedeno v tabulce 5. Paprsek je zjednodušen jako konzolová struktura pro výpočet síly, jak je znázorněno na obrázku 4.
Vezmeme -li paprsek rozpětí 344 mm, vypočítá se tlaková zatížení paprsku jako F = 3757 N na základě 4,5T, což je trojnásobek standardního statického zatížení. q = f/l
kde q je vnitřní napětí paprsku pod zátěží, n/mm; F je zátěž nesená paprskem, vypočtená na základě 3krát standardního statického zatížení, což je 4,5 t; L je délka paprsku, mm.
Proto je vnitřní napětí Q:
Vzorec výpočtu napětí je následující:
Maximální okamžik je:
Vezmeme -li absolutní hodnotu okamžiku, M = 274283 N · mm, maximální napětí σ = m/(1,05 × W) = 18,78 MPa a maximální hodnota napětí σ <215 MPa, která splňuje požadavky.
3.3 Charakteristiky připojení různých složek
Hliníková slitina má špatné svařovací vlastnosti a její síla svařování je pouze 60% síly základního materiálu. V důsledku pokrytí vrstvy AL2O3 na povrchu slitiny hliníku je bod tání AL2O3 vysoký, zatímco bod tání hliníku je nízký. Když je slitina hliníku svařována, musí být Al2O3 na povrchu rychle rozbitá, aby se provedl svařování. Zároveň zbytek AL2O3 zůstane v roztoku slitiny hliníku, ovlivňuje strukturu slitiny hliníku a snižuje sílu svařovacího bodu z hliníku. Proto se při navrhování all-hliníkové kontejneru plně zvažují tyto vlastnosti. Svařování je hlavní metoda polohování a hlavní komponenty nesoucí zatížení jsou připojeny šrouby. Spojení, jako je nýtování a struktura rybiny, jsou znázorněna na obrázcích 5 a 6.
Hlavní struktura těla hliníku přijímá strukturu s vodorovnými paprsky, svislými sloupy, bočními paprsky a okrajovými paprsky, které se vzájemně propojí. Mezi každým horizontálním paprskem a svislým sloupem jsou čtyři připojovací body. Spojovací body jsou vybaveny zoubkovanými těsněními, aby se propojily s zoubkovaným okrajem vodorovného paprsku, což účinně zabránilo klouzání. Osm rohových bodů je spojeno hlavně ocelovými jádrovými vložkami, fixovanými šrouby a samostatnými nýty a vyztuženými 5mm trojúhelníkovými hliníkovými destičkami svařovanými uvnitř krabice, aby se vnitřně posílily rohové polohy. Vnější vzhled krabice nemá svařování ani exponované body připojení, což zajišťuje celkový vzhled krabice.
3.4 Synchronní inženýrská technologie
Synchronní inženýrská technologie se používá k vyřešení problémů způsobených velkými nahromaděnými odchylkami velikosti pro odpovídající komponenty v těle pole a potížemi při hledání příčin mezer a selháních rovinnosti. Prostřednictvím analýzy CAE (viz obrázek 7-8) se provádí srovnávací analýza s těly ze strany železných boxů, aby se zkontrolovala celková síla a tuhost těla krabice, našla slabá místa a přijala opatření k efektivnějšímu optimalizaci a zlepšování návrhového schématu efektivněji .
4. Světelný účinek kamionu z hliníkové slitiny
Kromě tělesa krabice lze slitiny hliníku použít k nahrazení oceli pro různé komponenty kontejnerů kamionů typu krabičky, jako jsou bláta, zadní stráže, boční stráže, západky dveří, dveřní panty a okraje zástěry, dosažení váhy snižování hmotnosti, přičemž k dosažení hmotnosti, dosažení hmotnosti, dosažení váhy, dosažení hmotnosti, dosažení hmotnosti, dosažení hmotnosti, dosažení hmotnosti, dosažení hmotnosti 30% až 40% pro nákladní kompartment. Účinek snižování hmotnosti pro prázdné 4080 mm × 2300 mm × 2200 mm je uvedena v tabulce 6. Tento zásadně řeší problémy s nadměrnou hmotností, nedodržování oznámení a regulační rizika tradičních železných nákladových kompartmentů.
Nahrazením tradiční oceli za slitiny hliníku pro automobilové komponenty může být dosaženo nejen vynikající lehké účinky, ale může také přispět k úsporám paliva, snižování emisí a zlepšení výkonu vozidla. V současné době existují různé názory na přínos lehkého úspory paliva. Výsledky výzkumu Mezinárodního hliníkového institutu jsou uvedeny na obrázku 9. Každé snížení hmotnosti vozidla může snížit spotřebu paliva o 6% na 8%. Na základě domácích statistik může snížení hmotnosti každého osobního automobilu o 100 kg snížit spotřebu paliva o 0,4 l/100 km. Příspěvek lehkého úspory paliva je založen na výsledcích získaných z různých výzkumných metod, takže existuje určitá variace. Automobilový průmysl však má významný dopad na snížení spotřeby paliva.
U elektrických vozidel je účinek lehkého váhy ještě výraznější. V současné době se jednotková energetická hustota energetických baterií elektrických vozidel výrazně liší od tradičních kapalných palivových vozidel. Hmotnost energetického systému (včetně baterie) elektrických vozidel často představuje 20% až 30% celkové hmotnosti vozidla. Současně je prolomit úzký profil baterií výkonu celosvětově výzvou. Předtím, než dojde k velkému průlomu ve vysoce výkonné technologii baterií, je lehký způsob, jak zlepšit výletní škálu elektrických vozidel. Pro každých 100 kg snížení hmotnosti lze cestovní rozsah elektrických vozidel zvýšit o 6% na 11% (vztah mezi snížením hmotnosti a rozsahem plavby je znázorněn na obrázku 10). V současné době nemůže cestovní řada čistých elektrických vozidel uspokojit potřeby většiny lidí, ale snížení hmotnosti o určité množství může výrazně zlepšit plavbu, zmírnit úzkost v dosahu a zlepšit uživatelský zážitek.
5.Conclusion
Kromě all-hliníkové struktury krabicového vozu z hliníkové slitiny zavedené v tomto článku existují různé typy krabicových vozů, jako jsou hliníkové voštinové panely, hliníkové spony, hliníkové rámy + hliníkové kůry a železné hliníkové hybridní kontejnery . Mají výhody nízké hmotnosti, vysoké specifické síly a dobré odolnosti proti korozi a nevyžadují elektroforetickou barvu pro ochranu proti korozi, což snižuje dopad elektroforetické barvy na životní prostředí. Hliníková slitinová vozík z hliníku zásadně řeší problémy s nadměrnou hmotností, nedodržování oznámení a regulační rizika tradičních nákladových kompartmentů vyrobených železem.
Extruze je nezbytnou metodou zpracování pro slitiny hliníku a hliníkové profily mají vynikající mechanické vlastnosti, takže tuhost sekce komponent je relativně vysoká. Vzhledem k variabilnímu průřezu mohou slitiny hliníku dosáhnout kombinace více funkcí komponent, což z něj činí dobrý materiál pro lehké váha automobilu. Rozsáhlé použití slitin hliníku však čelí výzvám, jako je nedostatečná konstrukční schopnost pro nákladní kompartmenty z hliníkových slitin, problémy s formováním a svařováním a vysoké náklady na rozvoj a propagaci pro nové produkty. Hlavním důvodem je, že slitina hliníku stojí více než ocel před recyklační ekologií slitin hliníku.
Závěrem lze říci, že rozsah aplikací slitin hliníku v automobilech se bude rozšiřovat a jejich použití se bude i nadále zvyšovat. V současných trendech úspory energie, snižování emisí a rozvoje nového průmyslu energetických vozidel s prohlubováním porozumění vlastnostem z hliníkové slitiny a účinnými řešeními problémů s aplikací hliníkových slitin se při automobilovém lehkém vázání využívají hliníkové extruzní materiály.
Editoval May Jiang z Mat Aluminium
Čas příspěvku: leden-12-2024
