1. Įvedimas
Automobilių apšvietimas prasidėjo išsivysčiusiose šalyse ir iš pradžių jam vadovavo tradiciniai automobilių milžinai. Nuolat vystymosi jis įgavo didelį pagreitį. Nuo to laiko, kai indėnai pirmą kartą naudojo aliuminio lydinį, norėdami gaminti automobilių alkūninius velenus iki pirmojo „Audi“ masinės viso aliuminio automobilių gamybos 1999 m. Geras atsparumas elastingumui ir smūgiams, didelis perdirbamumas ir didelis regeneracijos greitis. Iki 2015 m. Aliuminio lydinio proporcija automobiliuose jau viršijo 35%.
Kinijos automobilių lengvasis svoris prasidėjo mažiau nei prieš 10 metų, ir tiek technologijos, tiek taikymo lygis atsilieka nuo išsivysčiusių šalių, tokių kaip Vokietija, JAV ir Japonija. Tačiau plėtojant naujas energetines transporto priemones, greitai progresuoja medžiagų apšvietimas. Pasitelkdamas naujų energetinių transporto priemonių augimą, Kinijos automobilių lengvųjų laikrodžių technologija rodo tendenciją susipažinti su išsivysčiusiomis šalimis.
Lengvos Kinijos medžiagų rinka yra didžiulė. Viena vertus, palyginti su išsivysčiusiomis šalimis užsienyje, Lengvoji Kinijos technologija prasidėjo vėlai, o bendras transporto priemonės šaligatvio svoris yra didesnis. Atsižvelgiant į lengvųjų medžiagų, esančių užsienio šalyse, etaloną, Kinijoje vis dar yra daug vietos plėtrai. Kita vertus, paskatinta politikos, sparčiai plėtojant naują Kinijos energetinių transporto priemonių pramonę padidins lengvų medžiagų paklausą ir paskatins automobilių įmones judėti link lengvojo svorio.
Išmetamų išmetamųjų teršalų ir degalų sąnaudų standartų tobulinimas verčia pagreitinti automobilių lengvą. Kinija visiškai įgyvendino Kinijos VI emisijos standartus 2020 m. Pagal „Keleivinių automobilių degalų suvartojimo vertinimo metodą ir rodiklius“ ir „Energijos taupymo ir naujos energijos transporto priemonių technologijos planą“, 5,0 L/km degalų sąnaudų standartą. Atsižvelgiant į ribotą didelių variklio technologijų ir išmetamųjų teršalų lūžio proveržį, pritaikant lengvus automobilių komponentų priemones, gali efektyviai sumažinti transporto priemonių išmetimą ir degalų sąnaudas. Naujų energetinių transporto priemonių lengvumas tapo esminiu pramonės plėtros keliu.
2016 m. Kinijos automobilių inžinerijos draugija išleido „energijos taupymo ir naujos energetinės transporto priemonių technologijos planą“, kuris planavo tokius veiksnius kaip energijos suvartojimas, kreiserinės diapazonas ir naujų energetinių transporto priemonių gamybos medžiagos nuo 2020 iki 2030 m. Ateities naujų energetinių transporto priemonių plėtrai. Lengvoji tvarka gali padidinti kruizinį diapazoną ir atkreipti dėmesį į „nerimą nuo nerimo“ naujose energetines transporto priemones. Didėjant ilgesnio kreiserinio diapazono paklausai, automobilių apšvietimas tampa skubus, o pastaraisiais metais labai išaugo naujų energetinių transporto priemonių pardavimas. Remiantis balų sistemos reikalavimais ir „automobilių pramonės vidutinio ir ilgalaikio plėtros planu“, apskaičiuota, kad iki 2025 m. Kinija pardavė naujas energetines transporto priemones, viršys norma, viršijanti 38%.
2.Aluminum lydinio charakteristikos ir pritaikymai
2.1 Aliuminio lydinio charakteristikos
Aliuminio tankis yra trečdalis plieno, todėl jis tampa lengvesnis. Jis turi didesnį specifinį stiprumą, gerą ekstruzijos galimybes, stiprų atsparumą korozijai ir didelį perdirbimą. Aliuminio lydiniams būdingi daugiausia sudarytos magnio, pasižymintys dideliu atsparumu šilumai, geros suvirinimo savybės, geras nuovargio stiprumas, nesugebėjimas sustiprinti terminio apdorojimo ir galimybės padidinti stiprumą atliekant šaltį. 6 serijoms būdinga daugiausia sudaryta iš magnio ir silicio, o MG2SI yra pagrindinė stiprinimo fazė. Plačiausiai naudojami šios kategorijos lydiniai yra 6063, 6061 ir 6005a. 5052 aliuminio plokštė yra „al-mg“ serijos lydinio aliuminio plokštelė, kurios pagrindinis legiruotas elementas yra magnis. Tai yra plačiausiai naudojamas anti-rūsio aliuminio lydinys. Šis lydinys turi didelį stiprumą, didelį nuovargio stiprumą, gerą plastiškumą ir atsparumą korozijai, negalima sustiprinti terminio apdorojimo, jis turi gerą plastiškumą pusiau šalto darbo kietėjimo, mažo plastiškumo šaltu darbe sukietėjus, geras atsparumas korozijai ir geros suvirinimo savybės. Jis daugiausia naudojamas tokiems komponentams kaip šoninės plokštės, stogo dangčiai ir durų plokštės. 6063 aliuminio lydinys yra šilumos apdorojamas sustiprinantis lydinys Al-Mg-Si serijoje, kurio pagrindiniai lydiniai kaip magnis ir silicis. Tai yra termiškai apdorojamas stiprinantis aliuminio lydinio profilis su vidutiniu stiprumu, daugiausia naudojamas struktūriniuose komponentuose, tokiuose kaip kolonėlės ir šoninės plokštės, norint stiprinti. Įvadas į aliuminio lydinio laipsnius parodytas 1 lentelėje.
2.2 Išspaudimas yra svarbus aliuminio lydinio formavimo metodas
Aliuminio lydinio išspaudimas yra karšto formavimo metodas, o visas gamybos procesas apima aliuminio lydinio formavimąsi esant trijų krypčių gniuždymo įtempiui. Visą gamybos procesą galima apibūdinti taip: a. Aliuminis ir kiti lydiniai yra išlydyti ir įmesti į reikalingus aliuminio lydinio ruošinius; b. Įkaitintus ruošinius įdedami į išspaudimo įrangą išspaudimui. Veikiant pagrindinį cilindrą, aliuminio lydinio ruošinys yra suformuotas į reikiamus profilius per pelėsio ertmę; c. Siekiant pagerinti aliuminio profilių mechanines savybes, tirpalo apdorojimas atliekamas ekstruzijos metu arba po jo, po to gydant senėjimą. Po senėjimo gydymo mechaninės savybės skiriasi priklausomai nuo skirtingų medžiagų ir senėjimo režimų. Box tipo sunkvežimių profilių šilumos apdorojimo būklė parodyta 2 lentelėje.
Aliuminio lydinio išspausdintos produktai turi keletą pranašumų, palyginti su kitais formavimo metodais:
a. Išspaudos metu išspaustas metalas įgauna stipresnį ir vienodesnį trijų krypčių gniuždomąjį įtempį deformacijos zonoje nei riedėjimas ir kalimas, todėl jis gali visiškai atkurti perdirbto metalo plastiškumą. Jis gali būti naudojamas apdoroti sunkius metalus, kurių negalima apdoroti riedant ar kalimo metu, ir gali būti naudojamas įvairiems sudėtingiems tuščiaviduriams ar kietajam skerspjūvio komponentams gaminti.
b. Kadangi aliuminio profilių geometrija gali būti įvairi, jų komponentai turi aukštą standumą, o tai gali pagerinti transporto priemonės korpuso tvirtumą, sumažinti jo NVH charakteristikas ir pagerinti transporto priemonės dinaminės valdymo charakteristikas.
c. Produktai, turintys ekstruzijos efektyvumą, po gesinimo ir senėjimo, turi žymiai didesnį išilginį stiprumą (R, Raz) nei produktai, apdoroti kitais metodais.
d. Produktų paviršius po ekstruzijos turi gerą spalvą ir gerą atsparumą korozijai, pašalinant poreikį atlikti kitą anti-korozijos paviršiaus apdorojimą.
e. Išspaudų apdorojimas turi didelį lankstumą, mažą įrankių ir pelėsių sąnaudas bei mažų dizaino pokyčių išlaidas.
f. Dėl aliuminio profilio skerspjūvio kontroliuojamumo gali būti padidintas komponentų integracijos laipsnis, komponentų skaičių galima sumažinti, o skirtingi skerspjūvio dizainai gali pasiekti tikslią suvirinimo padėties nustatymą.
Išspaustų aliuminio profilių, skirtų dėžutės tipo sunkvežimiams ir paprasto anglies plienui, našumo palyginimas parodytas 3 lentelėje.
Kita aliuminio lydinio profilių kūrimo kryptis, skirta sunkvežimių dėžutėms: papildomas profilio stiprumo gerinimas ir ekstruzijos efektyvumo gerinimas. Naujų aliuminio lydinio profilių, skirtų dėžutės tipo sunkvežimiams, tyrimų kryptis parodyta 1 paveiksle.
3.Aluminum lydinio dėžutės sunkvežimio struktūra, stiprumo analizė ir patikrinimas
3.1 Aliuminio lydinio dėžutės sunkvežimio struktūra
Dėžutės sunkvežimio konteinerį daugiausia sudaro priekinio skydelio surinkimas, kairiojo ir dešiniojo šoninio skydelio surinkimas, užpakalinių durų šoninio skydelio mazgas, grindų komplektas, stogo agregatas, taip pat U formos varžtai, šoniniai apsaugai, galiniai apsaugai, purvo atvartai ir kiti priedai Prijungta prie antros klasės važiuoklės. Dėžutės kėbulo skersinės sijos, stulpai, šoninės sijos ir durų plokštės yra pagamintos iš aliuminio lydinio išspaustų profilių, o grindų ir stogo plokštės yra pagamintos iš 5052 aliuminio lydinio plokščios plokštės. Aliuminio lydinio dėžutės sunkvežimio struktūra parodyta 2 paveiksle.
Naudojant 6 serijos aliuminio lydinio karšto ekstruzijos procesą, galite sudaryti sudėtingus tuščiavidurius skerspjūvius, aliuminio profilių dizainas su sudėtingais skerspjūviais gali sutaupyti medžiagų, patenkinti produkto stiprumo ir standumo reikalavimus ir atitikti abipusio ryšio tarpus Įvairūs komponentai. Todėl pagrindinės pluošto projektavimo struktūra ir inercijos I sekcijų momentai ir pasipriešinimo momentai W yra parodyti 3 paveiksle.
Pagrindinių 4 lentelės duomenų palyginimas rodo, kad suprojektuoto aliuminio profilio inercijos sekcijų momentai ir pasipriešinimo momentai yra geresni nei atitinkami geležies pagaminto pluošto profilio duomenys. Standumo koeficiento duomenys yra maždaug tokie patys kaip ir atitinkamo geležies pagaminto pluošto profilio, ir visi atitinka deformacijos reikalavimus.
3.2 Maksimalus streso skaičiavimas
Pagrindinio apkrovos laikančio komponento, „CrossBeam“, kaip objektas, apskaičiuojamas maksimalus įtempis. Nominuota apkrova yra 1,5 T, o kryžminis segtuvas pagamintas iš 6063-T6 aliuminio lydinio profilio su mechaninėmis savybėmis, kaip parodyta 5 lentelėje. Sija supaprastinama kaip konsolės struktūra jėgos apskaičiavimui, kaip parodyta 4 paveiksle.
Atsižvelgiant į 344 mm ilgio pluoštą, gniuždomoji sijos apkrova apskaičiuojama kaip F = 3757 N, remiantis 4,5T, tai yra tris kartus didesnė už standartinę statinę apkrovą. Q = f/l
kur q yra vidinis pluošto įtempis po apkrova, n/mm; F yra sijos apkrova, apskaičiuota remiantis 3 kartus didesniu už standartinę statinę apkrovą, kuri yra 4,5 t; L yra sijos ilgis, mm.
Todėl vidinis stresas Q yra:
Streso skaičiavimo formulė yra tokia:
Maksimalus momentas yra:
Atsižvelgiant į absoliučią akimirkos vertę, M = 274283 N · mm, didžiausias įtempis σ = m/(1,05 × W) = 18,78 MPa, o didžiausia įtempio vertė σ <215 MPa, tenkinanti reikalavimus.
3.3 Įvairių komponentų ryšio charakteristikos
Aliuminio lydinys pasižymi prastomis suvirinimo savybėmis, o jo suvirinimo taško stiprumas yra tik 60% bazinės medžiagos stiprumo. Dėl Al2O3 sluoksnio uždengimo ant aliuminio lydinio paviršiaus Al2O3 lydymosi temperatūra yra aukšta, o aliuminio lydymosi taškas yra žemas. Kai aliuminio lydinys suvirinamas, paviršiaus Al2O3 turi būti greitai sulaužytas, kad būtų suvirinimas. Tuo pačiu metu AL2O3 liekanos liks aliuminio lydinio tirpale, paveikdama aliuminio lydinio struktūrą ir sumažins aliuminio lydinio suvirinimo taško stiprumą. Todėl projektuojant viso aliuminio talpyklą, šios savybės yra visiškai apsvarstytos. Suvirinimas yra pagrindinis padėties nustatymo metodas, o pagrindinius apkrovos turinčius komponentus sujungia varžtai. Tokios jungtys kaip kniedymas ir balandžių struktūra parodytos 5 ir 6 paveiksluose.
Pagrindinė viso aliuminio dėžutės korpuso struktūra priima struktūrą su horizontaliomis sijomis, vertikaliais stulpais, šoninėmis sijomis ir kraštų sijomis, kurios tarpusavyje susijusios. Tarp kiekvienos horizontalios pluošto ir vertikalios kolonos yra keturi jungčių taškai. Jungiamieji taškai yra sumontuoti su dantytomis tarpikliais, kad būtų galima susieti su dantytu horizontalios pluošto kraštu, veiksmingai užkirsdami kelią slenkimui. Aštuoni kampiniai taškai daugiausia yra sujungti plieniniais šerdies intarpais, pritvirtintais varžtais ir savarankiškai užrakinančiomis kniedėmis, ir sutvirtinti 5 mm trikampio aliuminio plokštės, suvirintos dėžutės viduje, kad sustiprintų kampo padėtį viduje. Išorinė dėžutės išvaizda neturi suvirinimo ar eksponuojamų jungčių taškų, užtikrinančių bendrą dėžutės išvaizdą.
3.4 SE sinchroninė inžinerijos technologija
SE sinchroninė inžinerinė technologija naudojama siekiant išspręsti bėdas, kurias sukelia dideli sukauptų dydžių nuokrypiai, skirti suderinti komponentus dėžutės korpuse, ir sunkumai nustatant spragų ir lygumo gedimų priežastis. Atliekant CAE analizę (žr. 7-8 pav.), Atliekama palyginimo analizė su geležies pagamintais dėžutės kūnais, siekiant patikrinti bendrą dėžutės kūno stiprumą ir standumą, rasti silpnus taškus ir imtis priemonių, skirtų efektyviau optimizuoti ir patobulinti projektavimo schemą. .
4. Aliuminio lydinio dėžutės sunkvežimio apšvietimas
Be dėžutės korpuso, aliuminio lydiniai gali būti naudojami pakeisti plieną įvairiems dėžutės tipo sunkvežimių konteinerių komponentams, tokiems kaip purvo sargybiniai, galiniai apsaugai, šoniniai apsaugai, durų skląsčiai, durų vyriai ir galiniai prijuostės kraštai, siekiant sumažinti svorio mažinimą nuo 30% iki 40% krovinių skyriui. Tuščio 4080 mm × 2300 mm × 2200 mm krovinio konteinerio svorio mažinimo efektas parodytas 6 lentelėje. Tai iš esmės išsprendžia per didelio svorio problemas, nesilaikymą pranešimų ir tradicinių geležies pagamintų krovinių skyrių reguliavimo riziką.
Pakeitus tradicinį plieną aliuminio lydiniais automobilių komponentais, ne tik gali būti pasiektas puikus lengvas poveikis, bet ir gali prisidėti prie degalų taupymo, išmetamųjų teršalų mažinimo ir patobulintų transporto priemonių veikimo. Šiuo metu yra įvairių nuomonių apie lengvą indėlį į degalų taupymą. Tarptautinio aliuminio instituto tyrimų rezultatai parodyti 9 paveiksle. Kas 10% transporto priemonės svorio sumažėjimas gali sumažinti degalų sąnaudas nuo 6% iki 8%. Remiantis vidaus statistika, kiekvieno keleivinio automobilio svorio sumažinimas 100 kg gali sumažinti degalų sąnaudas 0,4 L/100 km. Lengvos svorio indėlis į degalų taupymą grindžiamas rezultatais, gautais iš skirtingų tyrimo metodų, todėl yra tam tikrų variacijų. Tačiau automobilių apšvietimas daro didelę įtaką degalų sąnaudų mažinimui.
Elektrinėms transporto priemonėms lengvas efektas yra dar ryškesnis. Šiuo metu elektromobilių energijos energijos energijos tankis labai skiriasi nuo tradicinių skysto degalų transporto priemonių. Elektrinių transporto priemonių maitinimo sistemos (įskaitant akumuliatorių) svoris dažnai sudaro nuo 20% iki 30% viso transporto priemonės svorio. Tuo pačiu metu, kai reikia atlikti baterijų našumo kliūtį, yra pasaulinis iššūkis. Prieš tai, kai įvyks didelis aukštos kokybės akumuliatorių technologijos proveržis, lengvasis būdas yra efektyvus būdas pagerinti kruizinį elektrinių transporto priemonių asortimentą. Kiekvieną 100 kg svorio sumažėjimą kreiserinį elektrinių transporto priemonių diapazoną galima padidinti nuo 6% iki 11% (santykis tarp svorio mažinimo ir kruizinio diapazono parodytas 10 paveiksle). Šiuo metu kruizinis grynų elektrinių transporto priemonių asortimentas negali patenkinti daugumos žmonių poreikių, tačiau sumažinus svorį tam tikru kiekiu, galima žymiai pagerinti kruizinį diapazoną, palengvinti nerimą ir pagerinti vartotojo patirtį.
5.Conclusion
Be šio straipsnio įdiegto aliuminio lydinio dėžutės alumininės lydinio dėžutės, esančios šiame straipsnyje, yra įvairių rūšių dėžučių sunkvežimių, tokių kaip aliuminio korio skydeliai, aliuminio sagties plokštelės, aliuminio rėmai + aliuminio odos ir geležies-aliuminio hibridinių krovinių konteineriai . Jie turi lengvo svorio, didelio specifinio stiprumo ir gerą atsparumą korozijai, ir jiems nereikia elektroforetinių dažų, kad apsaugotų koroziją, ir tai sumažina elektroforetinių dažų poveikį aplinkai. Aliuminio lydinio dėžutės sunkvežimis iš esmės išsprendžia per didelio svorio, nesilaikymo pranešimų problemas ir tradicinių geležies pagamintų krovinių skyrių reguliavimo riziką.
Išspaudimas yra svarbus aliuminio lydinių apdorojimo metodas, o aliuminio profiliai pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, todėl komponentų sekcijos standumas yra palyginti didelis. Dėl kintamo skerspjūvio aliuminio lydiniai gali pasiekti kelių komponentų funkcijų derinį, todėl tai yra gera medžiaga automobilių apšvietimui. Tačiau plačiai paplitęs aliuminio lydinių pritaikymas susiduria su iššūkiais, tokiais kaip nepakankamas aliuminio lydinio krovinių skyrių, formavimo ir suvirinimo problemų projektavimo galimybės, didelės naujų produktų plėtros ir reklamos išlaidos. Pagrindinė priežastis vis dar yra ta, kad aliuminio lydinys kainuoja daugiau nei plienas prieš aliuminio lydinių perdirbimo ekologiją.
Apibendrinant galima pasakyti, kad aliuminio lydinių taikymo apimtis automobiliuose taps platesnė, o jų naudojimas toliau didės. Esant dabartinėms energijos taupymo, išmetamųjų teršalų mažinimo ir naujos energetinių transporto priemonių pramonės plėtros tendencijoms, gilėjant supratimą apie aliuminio lydinio savybes ir veiksmingus aliuminio lydinio taikymo problemų sprendimus, aliuminio išspaudimo medžiagos bus plačiau naudojamos automobilių lengvojimams.
Redagavo gegužė Jiang iš „Mat Aluminum“
Pašto laikas: 2012 m. Sausio 12 d
