| De Bezorgdheid over kooldioxideemissies en de brandstofreserves van de wereldkoolwaterstof betekent dat er aanzienlijke rente in technologieën is die brandstofconsumptie voor personenauto's verminderen. Op het gebied van voertuigontwerp, is het lichaamsgewicht het belangrijkste doel voor verbetering, aangezien een vermindering van het gewicht van het lichaam van een voertuig betekent dat een kleinere motor, en een lichtere aandrijvingstrein en een assemblage kunnen worden gebruikt. Deze goedaardige spiraal `' leidt tot verdere massaverminderingen, zo veel zodat diverse studies op een potentieel voor besparingen van zelfs 65% door de samenstellingen van de koolstofvezel in plaats van staal waar mogelijk te gebruiken hebben gewezen. Raceauto's tegenover Personenauto's Het aero-Stabiele programma van de Auto (ASCC) van de Koolstof heeft de beperkingen onderzocht aan het maximaliseren van brandstofeconomie in een lichtgewicht vervaardigde auto gebruikend de samenstellingen van de koolstofvezel (CFC). De Huidige lichtgewicht samengestelde voertuigen, zoals raceauto's, gebruiken een monocoque beklem*tonen-huidontwerp om zowel gewicht als productiekostenredenen. Nochtans, voor personenauto's met grote ` verwijderde' gebieden voor toegang, biedt de benadering van het gebruiken van panelen van een ruimte-kader de ondersteunende stroomlijnkap de kans voor een efficiëntere structuur in vergelijking met de monocoque benadering. Het biedt ook het potentieel aan om gelokaliseerde ladingen, zoals die van de opschorting, motor en deursteunen, zetel en veiligheidsgordels, gemakkelijker dan met een benadering van de dun-sectie beklem*tonen-huid op te nemen. Het ruimte-Kader die van de Productie een Samengesteld Materiaal van de Vezel van de Koolstof Gebruiken De Productie van het ruimte-kader die de samengestelde materialen van de koolstofvezel gebruiken verstrekt een zeer lichtgewichtstructuur. Maar gebruikend huidige productietechnieken, de loonkosten om secties en materiële lay-omhooggaande grenzen het gebruik van een kaderbenadering voor alles behalve de duurste gebiedvoertuigen samen te plakken. De Besparingen van het Proces en van het gewicht van de Vervaardiging In antwoord op dit, werden een nieuwe ontwerp en een materialenbenadering opgevat en werden ontwikkeld. De benadering gebruikt een nieuwe vorm van textieldievoorvormen, wordt gelamineerd om een single-piece geïntegreerde frame structuur te vormen. De Lichtgewicht panelen worden geplakt op het geassembleerde frame na systemen het passen. Deze benadering resulteert in een totaal lichaamsgewicht van ongeveer 125kg, die bij rond 320kg voor een gelijkaardig-gerangschikte staalauto vergelijkt. Medewerkers en de Doelstellingen van het Project Het Universitaire Centrum Cranfield voor LichtgewichtSamenstellingen, in samenwerking met de Techniek van Lotus (CAD en de vervaardiging van het lichaamspatroon), het Centrum van het Effect Cranfield (effectoverwegingen), Tenax Vezels (koolstofvezel en het voorvormen van raad), Vantico (epoxyhars, het bewerken materialen en kleefstoffen) en BT1 Europa (de stoffen van de koolstofvezel), werkten aan het ontwerp en de ontwikkeling van een lichtgewicht samengesteld lichaam voor een middelgrote ‑ rangschikte (Ford Focussized) autodemonstratiesysteem. De projectdoelstelling was een samengestelde structuur van de koolstofvezel voor ASCC bij minimumgewicht, terwijl het verstrekken van grotere stijfheid in alle aspecten dan voor huidige staalorganismen te ontwerpen en te vervaardigen. Ontwikkeling van Materialen De toepassing van koolstof of epoxysamenstellingen op een lichtgewicht primaire structuur is niet nieuw, maar het proces moet dateren uitsluitend tewerkgesteld binnen de prestigesporten en de raceautoindustrie. Een voorbeeld van dit is FL McLaren, de structuur waarvan wordt gemeld om meer dan 1.000 manuren van bekwame arbeid goed vereist te hebben om de samengestelde componenten te vormen. De overdracht van ruimtevaartsamenstellingentechnologie is getoond om zeer efficiënte structuren hoewel aan onbetaalbare kosten voor de markten van de consument te verstrekken. Redenen voor de Hoge Kosten van de Productie van de Samengestelde Organismen van de Auto De zeer hoge productiekosten van lichtgewicht samengestelde autostructuren zijn hoofdzakelijk toe te schrijven aan drie factoren: de hoge kosten van grondstoffen, zowel in het gebruik van pre-impregnated stoffen als het zeer hoge afvalniveau in het lamineren van complexe vormcomponenten De hoge die loonkosten worden vereist om gewicht-geoptimaliseerde componenten te vervaardigen, die het zorgvuldige draperen en groepering van zeer dunne die (typisch 0.4mm) lagen met de dikte aan de distributie van de kostuumlading vergen wordt aangepast Zeer hoog cyclustijden voor zowel lay-omhoog als hars die, vandaar lage productietarieven van elke hulpmiddelreeks genezen. De Productie van de Samengestelde Organismen van de Auto op Op commerciële schaal Een geschikt productieproces voor hoger volumeproductie (tussen 1.000 en 10.000 eenheden per annum) van automobiel primaire structuur vereist lagere kosten grondstof, gebruik van automatisering voor versterkingstoepassing en impregnatie, de lagere tijd van de procescyclus en gevormde oppervlakten die geen hand het eindigen vereisen. De Samengestelde organismen van de Auto in de Situaties van de Neerstorting Een Andere huidige kwestie voor samengestelde autoorganismen is de ontoereikende ervaring van effectgedrag buiten voor kleine raceauto monocoques. Dit vloeit uit de complexe, niet plastic mislukking van het materiaal voort, dat moeilijk is te modelleren of te voorspellen. Om Het Even Welke structuur voor een automobieltoepassing moet aan een aantal prestatiescriteria voldoen, namelijk: Geschikte gewrongen starheid voor het regelmatige' drijven ` Voldoende stijfheid en sterkte om de bewoner in het geval van een (<30mph) botsing te beschermen met lage snelheid • progressieve en gecontroleerde mislukking van de structuur om het risico van verwonding in een hoge snelheids (>30mph) botsing te verminderen. Typisch, kunnen eerste twee van deze criteria gemakkelijk aan door een geavanceerde samengestelde structuur worden voldaan. Het derde vereiste is moeilijker te bereiken, aangezien de materialen om zich op een lineair-elastische manier tot mislukking neigen te gedragen, die toen onmiddellijk en catastrofaal is, verlatend minimale overblijvende sterkte. Het gebied van effectprestaties van de lichtgewichtstructuren van de koolstofvezel rechtvaardigt uitgebreid onderzoek, aangezien de samenstellingen van de koolstofvezel hoge niveaus van de absorptie van de neerstortingsenergie kunnen uitzonderlijk verstrekken als de structuren effectief worden gebouwd. Ontwikkeling van Nieuwe Materialen en het Proces van de Productie Als resultaat van de behoefte aan een lichtgewicht, goedkope schokveilige structuur, werden de volledig nieuwe materialen en het procesconcept opgevat en werden ontwikkeld. Een lichtgewichtsingle-piece samengesteld structureel kader en eenvoudige, lichtgewichtpanelen in entrepot vervangen het conventionele afgietsel en de assemblage van complexe vorm-shape-stiffened panelen. Deze benadering biedt verscheidene potentiële productie en prestaties voordelen over de conventionele benadering aan, die omvatten: De Zeer aanzienlijke vermindering van materialenkosten door het gebruik van goedkope textielplatforms en vloeibare hars Automatisering van de vervaardiging van het versterkingsvoorvormen, toepassing om hulpmiddelen en impregnatieproces te vormen en vandaar zeer aanzienlijke verminderingen van de loonkosten van afgietsel Snelle en lage het lichaamsassemblage van het loonkostenvoertuig met minimale inrichtingen Betere crashworthiness. Moeilijkheden Verbonden aan het Nieuwe Proces Nochtans, gaf blijk deze benadering van sommige moeilijke uitdagingen van de productietechnologie aangezien het kader complexe meetkunde heeft en het aansluiten bij zich van samengestelde primaire structuren is een zeer arbeidsintensief proces. Het Ontwerp van de Samengestelde Personenauto De monocoque benadering die, een efficiënter ontwerp dat te hoeven om geen grote ladingen door paneelverbindingen hebben verworpen over te brengen, is een zeer stijf kader van complexe gevormde die stralen en stutten te gebruiken, door dunne panelen wordt behandeld, in entrepot gebruikend lage stijfheidskleefstoffen. Deze benadering biedt ook voordeel halen uit voertuigassemblage en montage aan, aangezien lading en gehechtheids de punten op het kader kunnen worden verstrekt en de panelen dichtbij het eind van het proces kunnen worden verbonden om duidelijke toegang door frame openingen te verlenen. Nochtans, was de totstandbrenging van dit ontwerpconcept moeilijk, aangezien de huidige materiële vormen en de verwerkingsoplossingen voor dunne huiden worden ontwikkeld en niet voor kaderstructuren ontwikkeld. Het Samengestelde Ontwerp van het Kader Het resulterende kaderontwerp bestaat uit één enkel hoogst-geïntegreerd afgietsel. Dit bepaalt de buitenvorm van het passagierscompartiment. De meerderheid van de zijschokweerstand wordt verstrekt door de vensterbanksecties, die tot diepe 300mm zijn. De vooropschorting is in bijlage aan het ruimteframe via een vastgebout aluminium sub-kader, zo beschermend het tegen schade tijdens lage botsingen. De motor en de achteropschorting zullen aan het ruimteframe via een achterwaterdicht schot en een staal subframe worden vastgemaakt. Gebruik van Holle en schuim-Uitgeboorde Leden De enige aangewezen structurele benadering voor dit kader is door het gebruik van holle of schuim-uitgeboorde die stralen door zeer stijve verbindingen worden verbonden. De Pogingen aan componenten van het de vezel de samengestelde kader van de ingenieurskoolstof, zoals fietsframes, heeft in uiterst hoge loonkosten geresulteerd. Dit vloeit uit het moeten voort straal-einden bij verbindingen integreren of complexe verbindende elementen veroorzaken en plakken. Om deze moeilijkheid te overwinnen, om de volumeproductie van complexe kaderstructuren toe te laten, werden de nieuwe materialen en de ontwerpbenadering opgevat en werden later gepatenteerd. Het Gepatenteerde Proces Een conventionele straal wordt bestaand uit een stof van grote diametervlecht die of een lichtgewichtschuimkern verpakken insluiten vervangen door een serie van schuimkernen, elk met een gevlechte koker van de koolstofvezel. Deze ` biomimetic' typeassemblage wordt doordrongen en in entrepot gebruikend een zeer lage viscositeit, taaie epoxy in twee delen zijn Er drie voordelen van productiekosten die uit het gebruiken van deze benadering voortvloeien: 1. Door het gebruik van een ononderbroken die grondstof in een reeks van schuim-gevulde gevlechte buizen, eerder dan manipulatie van brokken van stof wordt toegepast, heeft het deposito in een vormhulpmiddel het te automatiseren potentieel. 2. Het gebruik van een smalle conforme koker laat ook verbindingen toe om worden gevormd door het grondstof rond krommen in verbonden secties te nemen. 3. Het vermijden van scherpe stoffen om zich met complexe vormen in overeenstemming te zijn en bij stralen aan te sluiten resulteert in zeer laag van versterkingsafval. Dit zou in de orde van rond 2% moeten zijn, in vergelijking met een minimum van 30% voor conventionele benaderingen. De Bepalende Grootte van de Sectie van het Kader Elke sectie van het kader werd vervaardigd van verschillende configuraties van uitgeboorde kokers, het aantal en hun die regeling rond de verbindingen door de vereiste ladingsoverdracht worden bepaald. Om een inzicht in gezamenlijke stijfheid te vestigen, werd een gedetailleerd experimenteel programma uitgevoerd om ontwerp en productiedetails voor generisch structuren van het `T de' te bepalen stuk. De parameters van vlechtstijl, slepengrootte, muurdikte, serieregeling en de gezamenlijke voorwaarden van het impregnatieproces allen werden onderzocht, en vestigden de behoefte om extra materiaal aan de oppervlakte van `T' te verstrekken kruising om de dikte van de oppervlaktemuur plaatselijk dik te maken. De Vervaardiging van het Comité Benaderingen van de Vervaardiging van het Comité Voor de paneelvervaardiging, werden verscheidene benaderingen onderzocht. Deze omvatten multi-axial LIBA-Type stoffen, gebruikend vezels de met hoge weerstand van de typekoolstof van BTI Europa met hars en HY 2962 genezende agent OE, van de de vouwsandwich van de Systemen van SP de' stof van de SPRINT, harsfilm, syntactisch schuim en opduikend laag de stof en één van de Samenstellingen Hexcel' pseudo-thermoplastische prepreg van Vantico LY 564. Het dak, de vloer en het achterwaterdicht schotgebruik een sandwich structureren het bestaan van uit één laag van multi-axial stof elke kant van een geharde het schuimkern van PVC. Het Afgietsel en de Bevestiging van het Comité De panelen worden gevormd gebruikend een proces van de harsinfusie en de prepreg materiële panelen door conventionele vacuümzak/oven te genezen. Het vereiste om het even welke die panelen zonder schade aan het frame kunnen verwijderen, met een voorzichtigheid over het plakken van voorbereiding voor structurele verbindingen wordt gecombineerd, resulteerde in het besluit om kneedbare kleefstoffen te gebruiken. Alle panelen, met inbegrip van het dak, de vloer en het waterdichte schot, zullen worden geplakt gebruikend een polyurethaankleefstof gelijkend op die gebruikt in huidige voorruitmontage. De de Ruimte Sterkte van het Frame en Weerstand van de Neerstorting Het project is gepast voor voltooiing begin November. Het resulterende ruimteframe zou moeten een gewicht van 92kg en een bijbehorende gewrongen starheid van rond 15,00ONm/degree hebben. Voor de absorptie van de neerstortingsenergie en vermindering van het tarief van de neerstortingsvertraging, zullen twee frontale effectsystemen, naast een aluminium worden gebruikt subframe vastmakend aan de vooropschorting, zal een specifiek neerstortingslid aan dit subframe worden verbonden. Derhalve zouden het ruimteframe en de bewoners niet aan een kritieke pieklading moeten worden onderworpen. De Zij veiligheid van de effectneerstorting wordt verstrekt door de zeer diepe secties op het vensterbankgebied van het kader. Deze zullen progressief door het gebruik van thin-walled tubulaire series, nog misvormen uiterst hoge stijfheid en sterkte verstrekken om catastrofale mislukking tijdens de neerstorting te vermijden. Samenvatting In de gebeëindigde auto zullen het frame, de panelen en de deuren een gewicht van rond 140kg, en een totaal randgewicht van rond 570kg hebben. Het project bepaalde ook een nieuwe ontwerp en productietechnologie die voor samengestelde de autoorganismen van de koolstofvezel, wordt verondersteld haalbaar om vanuit een productieperspectief te zijn voor per annum het produceren van tot 20.000 auto's. De beperking van de cyclustijd is de harsimpregnatie en het genezen van tijd, zodat zouden de jaarlijkse productievolumes tot 50.000 auto's per annum gebruikend een verschillende matrijs van polymeren en impregnatie/genezend technologie met grotere het bewerken investering mogelijk zijn. |