1. Aleedung
Automotive Liichtgewiicht huet an den entwéckelte Länner ugefaang a gouf ufanks vun traditionelle Autosgiganten gefouert.Mat kontinuéierlecher Entwécklung huet et bedeitend Dynamik gewonnen.Vun der Zäit wou d'Indianer fir d'éischt d'Aluminiumlegierung benotzt hunn fir Automotive Kurbelwellen ze produzéieren bis Audi seng éischt Masseproduktioun vun All-Aluminium Autoen am Joer 1999, huet d'Aluminiumlegierung robuste Wuesstum an Autosapplikatiounen gesinn wéinst senge Virdeeler wéi niddereg Dicht, héich spezifesch Kraaft a Steifheit, gutt Elastizitéit an Impakt Resistenz, héich Recyclabilitéit, an héich Erhuelung Taux.Bis 2015 war den Uwendungsproportioun vun der Aluminiumlegierung an Autoen scho méi wéi 35%.
China's Automotive Liichtgewiicht huet viru manner wéi 10 Joer ugefaang, a souwuel d'Technologie wéi d'Applikatiounsniveau sinn hannert entwéckelte Länner wéi Däitschland, d'USA a Japan.Wéi och ëmmer, mat der Entwécklung vun neien Energieautoen, geet d'Materialliichtgewiicht séier weider.Mat Hëllef vum Opstig vun neien Energie Gefierer, weist China d'Automotive Liichtgewiicht Technologie en Trend fir entwéckelt Länner opzehalen.
De China säi Liichtgewiichtmaterialmaart ass enorm.Engersäits, am Verglach mat den entwéckelte Länner am Ausland, huet d'Chinese Liichtgewiichttechnologie spéit ugefaang, an d'Gesamtgewiicht vum Gefier ass méi grouss.Wann Dir de Benchmark vu liichte Materialien an auslännesche Länner berécksiichtegt, ass et nach ëmmer genuch Plaz fir Entwécklung a China.Op der anerer Säit, gedriwwe vu Politik, wäert déi séier Entwécklung vun der neier Energie Gefierindustrie vu China d'Nofro fir liicht Material erhéijen an Autosfirmen encouragéieren a Richtung Liichtgewiicht ze bewegen.
D'Verbesserung vun den Emissiouns- a Brennstoffverbrauchsnormen forcéiert d'Beschleunigung vun der Automotive Liichtgewiicht.China huet d'China VI Emissiounsnormen am Joer 2020 voll ëmgesat. No der "Evaluatiounsmethod an Indikatoren fir Brennstoffverbrauch vu Passagéierautoen" an der "Energiespueren an nei Energie Gefier Technologie Roadmap", de 5.0 L / km Brennstoffverbrauch Standard.Wann Dir de limitéierten Raum fir wesentlech Duerchbréch an der Motortechnologie an der Emissiounsreduktioun berécksiichtegt, Moossname fir liicht Autoskomponenten unhuelen kënnen d'Emissiounen an de Brennstoffverbrauch effektiv reduzéieren.Liichtgewiicht vun neien Energie Gefierer ass e wesentleche Wee fir d'Entwécklung vun der Industrie ginn.
Am 2016 huet d'China Automotive Engineering Society d'"Energy Saving and New Energy Vehicle Technology Roadmap" erausginn, déi Faktore wéi Energieverbrauch, Cruise Range a Fabrikatiounsmaterialien fir nei Energieween vun 2020 bis 2030 geplangt hunn. Lightweighting wäert eng Schlësselrichtung sinn fir d'Zukunft Entwécklung vun neien Energie Gefierer.Liichtgewiicht kann d'Cruise-Gamme erhéijen an d'"Gammeangst" an neien Energieautoen adresséieren.Mat der wuessender Nofro fir erweidert Kräizgang, gëtt d'Automotive Liichtgewiicht dréngend, an de Verkaf vun neien Energie Gefierer sinn an de leschte Jore wesentlech gewuess.Geméiss den Ufuerderunge vum Score System an dem "Mëttel-ze-laangfristeg Entwécklungsplang fir d'Automobilindustrie", gëtt geschat datt bis 2025 de Verkaf vu China vun neien Energiefahrzeuge méi wéi 6 Milliounen Unitéiten wäert iwwerschreiden, mat engem zesummegesate jährlechen Wuesstum Taux iwwer 38%.
2.Aluminiumlegierung Charakteristiken an Uwendungen
2.1 Charakteristiken vun Al durchgang
D'Dicht vun Aluminium ass en Drëttel vun der Stahl, wat et méi hell mécht.Et huet méi héich spezifesch Kraaft, gutt Extrusiounsfäegkeet, staark Korrosiounsbeständegkeet, an héich Recyclabilitéit.Aluminiumlegierungen si charakteriséiert andeems se haaptsächlech aus Magnesium komponéiert sinn, eng gutt Hëtztbeständegkeet, gutt Schweißeigenschaften, gutt Middegkeetskraaft, Onméiglechkeet duerch Wärmebehandlung verstäerkt ze ginn, an d'Kapazitéit fir d'Kraaft duerch Kale schaffen ze erhéijen.D'6 Serie ass charakteriséiert andeems se haaptsächlech aus Magnesium a Silizium besteet, mat Mg2Si als Haaptverstäerkungsphase.Déi meescht verbreet Legierungen an dëser Kategorie sinn 6063, 6061, an 6005A.5052 Aluminiumplack ass eng AL-Mg Serie Legierung Aluminiumplack, mat Magnesium als Haaptlegierungselement.Et ass déi meescht benotzt Anti-Rust Aluminiumlegierung.Dës Legierung huet héich Kraaft, héich Middegkeetskraaft, gutt Plastizitéit a Korrosiounsbeständegkeet, kann net duerch Wärmebehandlung gestäerkt ginn, huet gutt Plastizitéit an semi-kalt Aarbechtshärten, niddereg Plastizitéit an der kaler Aarbechtshärung, gutt Korrosiounsbeständegkeet a gutt Schweißeigenschaften.Et ass haaptsächlech fir Komponente wéi Säit Brieder benotzt, Daach Cover, an Dier Brieder.6063 Aluminiumlegierung ass eng Hëtztbehandelbar Verstäerkungslegierung an der AL-Mg-Si Serie, mat Magnesium a Silizium als Haaptlegierungselementer.Et ass en Hëtztbehandelbare Verstäerkungsaluminiumlegierungsprofil mat mëttlerer Kraaft, haaptsächlech a strukturelle Komponenten wéi Sailen a Säitepanelen benotzt fir Kraaft ze droen.Eng Aféierung an d'Aluminiumlegierungsgrade gëtt an der Tabell 1 gewisen.
2.2 Extrusioun ass eng wichteg Formungsmethod vun Aluminiumlegierung
Aluminiumlegierung Extrusioun ass eng waarm Formungsmethod, an de ganze Produktiounsprozess involvéiert d'Form vun enger Aluminiumlegierung ënner Dräi-Wee Kompressiounsstress.De ganze Produktiounsprozess kann wéi follegt beschriwwe ginn: a.Aluminium an aner Legierungen ginn geschmollt an an déi erfuerderlech Aluminiumlegierungsbiller gegoss;b.Déi virgehëtzt Billjee ginn an d'Extrusiounsausrüstung fir d'Extrusioun gesat.Ënnert der Handlung vum Haaptzylinder gëtt d'Aluminiumlegierung Billet an déi erfuerderlech Profiler duerch d'Kavitéit vun der Schimmel geformt;c.Fir d'mechanesch Eegeschafte vun Aluminiumprofiler ze verbesseren, gëtt Léisungsbehandlung während oder no der Extrusioun duerchgefouert, gefollegt vun der Alterungsbehandlung.Déi mechanesch Eegeschafte no Alterungsbehandlung variéiere jee no verschiddene Materialien an Alterungsregimer.Den Wärmebehandlungsstatus vu Box-Typ Camion Profiler gëtt an Table 2 gewisen.
Aluminiumlegierung extrudéiert Produkter hu verschidde Virdeeler iwwer aner Formmethoden:
a.Wärend der Extrusioun kritt d'extrudéiert Metall e méi staarken a méi eenheetleche Dräi-Wee-Kompressiounsstress an der Deformatiounszone wéi d'Rolling a Schmieden, sou datt et d'Plastizitéit vum veraarbechte Metall voll spille kann.Et kann benotzt ginn fir schwéier ze deforméieren Metaller ze veraarbecht, déi net duerch Walzen oder Schmieden veraarbecht kënne ginn a kënne benotzt ginn fir verschidde komplex huel oder zolidd Querschnittskomponenten ze maachen.
b.Well d'Geometrie vun Aluminiumprofile variéiert kënne ginn, hunn hir Komponenten eng héich Steifheit, déi d'Steifheet vum Gefierkierper verbesseren, seng NVH-Charakteristiken reduzéieren an d'dynamesch Kontrolleigenschaften vum Gefier verbesseren.
c.Produkter mat Extrusiounseffizienz, nom Ofschloss an Alterung, hunn wesentlech méi héich Längsstäerkt (R, Raz) wéi Produkter, déi duerch aner Methoden veraarbecht ginn.
d.D'Uewerfläch vun de Produiten no extrusion huet gutt Faarf a gutt corrosion Resistenz, eliminéiert de Besoin fir aner Anti-corrosion Uewerfläch Behandlung.
e.Extrusiounsveraarbechtung huet grouss Flexibilitéit, niddereg Tooling- a Schimmelkäschte, an niddreg Design änneren Käschten.
f.Duerch d'Kontrollbarkeet vun Aluminiumprofil Querschnëtt kann de Grad vun der Komponentintegratioun erhéicht ginn, d'Zuel vun de Komponenten kann reduzéiert ginn, a verschidde Querschnëttsdesign kënne präzis Schweißpositionéierung erreechen.
D'Leeschtungsverglach tëscht extrudéierten Aluminiumprofile fir Këscht-Typ Camionen a Einfache Kuelestol gëtt an der Tabell 3 gewisen.
Nächst Entwécklungsrichtung vun Aluminiumlegierungsprofile fir Box-Typ Camionen: Weider Verbesserung vun der Profilstäerkt an d'Erhéijung vun der Extrusiounsleeschtung.D'Fuerschungsrichtung vun neie Materialien fir Aluminiumlegierungsprofile fir Këscht-Typ Camionen gëtt an der Figur 1 gewisen.
3.Aluminium Alloy Box Truck Struktur, Stäerktanalyse a Verifizéierung
3.1 Al durchgang Këscht Camion Struktur
De Box Camion Container besteet haaptsächlech aus Front Panel Assemblée, lénks a riets Säit Panel Assemblée, hënneschter Dier Säit Panel Assemblée, Buedem Assemblée, Daach Assemblée, souwéi U-förmlech Bolzen, Säit Schutz, hënneschter Wiechter, Schlammklappen, an aner Accessoiren verbonne mat der zweeter Klass Chassis.D'Këschtkierper Kräizstrahlen, Pfeiler, Säitestrahlen, an Dierplacke sinn aus Aluminiumlegierung extrudéierte Profiler, während d'Buedem- an Dachplacke aus 5052 Aluminiumlegierung flaach Placke gemaach ginn.D'Struktur vum Aluminiumlegierungskëscht Camion gëtt an der Figur 2 gewisen.
Mat Hëllef vum waarme Extrusiounsprozess vun der 6-Serie Aluminiumlegierung kann komplex huel Querschnitt bilden, en Design vun Aluminiumprofile mat komplexe Querschnëtt kann Material spueren, d'Ufuerderunge vun der Produktkraaft a Steifheit erfëllen, an den Ufuerderunge vun der géigesäiteger Verbindung tëscht verschidde Komponenten.Dofir sinn d'Haaptstrahl-Designstruktur an d'Sektiounsmomenter vun der Inertia I a Widderstandsmomenter W an der Figur 3 gewisen.
E Verglach vun den Haaptdaten an der Tabell 4 weist datt d'Sektiounsmomenter vun der Inertia a Widderstandsmomenter vum designéierten Aluminiumprofil besser sinn wéi déi entspriechend Daten vum Eisenstrahlprofil.D'Steifheitskoeffizientdaten sinn ongeféier d'selwecht wéi déi vum entspriechende Eisenstrahlprofil, an all erfëllen d'Verformungsfuerderunge.
3.2 Maximum Stress Berechnung
Huelt d'Schlëssellagerkomponent, de Crossbeam, als Objet, gëtt de maximale Stress berechent.D'bewäertte Belaaschtung ass 1,5 t, an de Crossbeam ass aus 6063-T6 Aluminiumlegierungsprofil mat mechanesche Properties wéi an der Tabell 5. De Strahl ass vereinfacht als Cantilever Struktur fir Kraaftberechnung, wéi an der Figur 4.
Mat engem 344mm Spannstrahl gëtt d'Kompressivbelaaschtung op de Strahl als F = 3757 N berechent baséiert op 4.5t, wat dräimol d'Standard statesch Belaaschtung ass.q=F/L
wou q den internen Stress vum Strahl ënner der Belaaschtung ass, N/mm;F ass d'Laascht, déi vum Strahl gedroe gëtt, berechent baséiert op 3 Mol d'Standardstatesch Belaaschtung, déi 4,5 t ass;L ass d'Längt vum Strahl, mm.
Dofir ass den internen Stress q:
D'Stressberechnungsformel ass wéi follegt:
De maximale Moment ass:
Huelt den absolute Wäert vum Moment, M=274283 N·mm, de maximale Stress σ=M/(1,05×w)=18,78 MPa, an de maximale Spannungswäert σ<215 MPa, deen den Ufuerderunge entsprécht.
3.3 Verbindung Charakteristiken vun verschiddenen Komponente
Aluminiumlegierung huet schlecht Schweesseigenschaften, a seng Schweesspunktstäerkt ass nëmmen 60% vun der Basismaterialkraaft.Wéinst der Ofdeckung vun enger Schicht vun Al2O3 op der Aluminiumlegierungsfläch ass de Schmelzpunkt vun Al2O3 héich, während de Schmelzpunkt vum Aluminium niddereg ass.Wann d'Aluminiumlegierung geschweest gëtt, muss d'Al2O3 op der Uewerfläch séier gebrach ginn fir Schweißen ze maachen.Zur selwechter Zäit bleift de Rescht vun Al2O3 an der Aluminiumlegierungsléisung, déi d'Aluminiumlegierungsstruktur beaflosst an d'Kraaft vum Schweißpunkt vun der Aluminiumlegierung reduzéiert.Dofir, wann Dir en All-Aluminiumbehälter designt, ginn dës Charakteristiken voll berücksichtegt.Schweißen ass d'Haaptpositionéierungsmethod, an d'Haaptbelaaschtungskomponente si mat Bolzen verbonnen.D'Verbindunge wéi d'Nieten an d'Dovetail Struktur ginn an de Figuren 5 a 6 gewisen.
D'Haaptstruktur vum All-Aluminium Këschtkierper adoptéiert eng Struktur mat horizontalen Trägere, vertikale Piliere, Säitestrahlen, a Kantstrahlen, déi matenee verbonne sinn.Et gi véier Verbindungspunkten tëscht all horizontalen Strahl a vertikale Pilier.D'Verbindungspunkte si mat serréierten Dichtungen ausgestatt fir mat der serréierter Kante vum horizontalen Strahl ze mëschen, fir effektiv ze rutschen.Déi aacht Eckpunkte sinn haaptsächlech mat Stahlkäreinsätz verbonnen, fixéiert mat Bolzen a selbstverléissege Nieten, a verstäerkt duerch 5mm dreieckeg Aluminiumplacke, déi an der Këscht geschweest ginn, fir d'Eckpositiounen intern ze verstäerken.D'extern Erscheinung vun der Këscht huet keng Schweißen oder ausgesat Verbindungspunkten, déi d'Gesamtoptik vun der Këscht garantéiert.
3.4 SE Synchron- Engineering Technology
SE Synchron-Ingenieurtechnologie gëtt benotzt fir d'Problemer ze léisen, déi duerch grouss akkumuléiert Gréisstabweichunge verursaacht gi fir Komponenten am Këschtkierper ze passen an d'Schwieregkeeten fir d'Ursaachen vu Lücken a Flaachheetsfehler ze fannen.Duerch CAE Analyse (kuckt Figur 7-8) gëtt eng Vergläichsanalyse mat Eisen gemaachte Këschtkierper duerchgefouert fir d'Gesamtstäerkt an d'Steifheit vum Këschtkierper ze kontrolléieren, schwaach Punkten ze fannen a Moossnamen ze huelen fir den Designschema méi effektiv ze optimiséieren an ze verbesseren .
4.Lightweighting Effekt vun Al Alloy Box Camion
Zousätzlech zum Këschtkierper kënnen Aluminiumlegierungen benotzt ginn fir Stahl fir verschidde Komponenten vu Këscht-Typ Camionbehälter z'ersetzen, sou wéi Schlammschutz, Heckschutz, Säiteschutz, Dierspären, Dierscharnéier an hënneschte Schirtechkanten, fir eng Gewiichtreduktioun z'erreechen. vun 30% ze 40% fir de cargo compartment.D'Gewiichtreduktiounseffekt fir eng eidel 4080mm × 2300mm × 2200mm Frachtbehälter gëtt an der Tabell gewisen 6. Dëst léist grondsätzlech d'Problemer vun exzessive Gewiicht, Net-Konformitéit mat Ukënnegungen a reglementaresche Risiken vun traditionellen Eisen-feieren Frachtkompartimenter.
Andeems Dir traditionell Stahl mat Aluminiumlegierungen fir Autoskomponenten ersetzt, kënnen net nëmmen exzellent Liichtwierkungseffekter erreecht ginn, awer et kann och zu Brennstoffspueren, Emissiounsreduktioun a verbesserte Gefierleistung bäidroen.Am Moment ginn et verschidde Meenungen iwwer de Bäitrag vu Liichtgewiicht zum Brennstoffspueren.D'Fuerschungsresultater vum Internationalen Aluminiuminstitut sinn an der Figur 9. All 10% Reduktioun vum Gefiergewiicht kann de Brennstoffverbrauch ëm 6% op 8% reduzéieren.Baséierend op national Statistiken, d'Gewiicht vun all Passagéier Auto vun 100 kg reduzéieren kann de Brennstoff Konsum vun 0,4 L/100 km reduzéieren.De Bäitrag vu Liichtgewiicht fir Brennstoffspueren baséiert op Resultater, déi aus verschiddene Fuerschungsmethoden kritt goufen, sou datt et e puer Variatioune gëtt.Wéi och ëmmer, Automotive Liichtgewiicht huet e wesentlechen Impakt op d'Reduktioun vum Brennstoffverbrauch.
Fir elektresch Gefierer ass de Liichtgewiichteffekt nach méi ausgeschwat.De Moment ass d'Eenheet Energiedicht vun elektresche Gefierer Batterien wesentlech anescht wéi déi vun traditionelle Flëssegbrennstoff Gefierer.D'Gewiicht vum Stroumsystem (inklusiv der Batterie) vun elektresche Gefierer mécht dacks 20% bis 30% vum Gesamtgewiicht vum Gefier aus.Zur selwechter Zäit ass d'Performance Flaschenhals vun de Batterien duerchbriechen eng weltwäit Erausfuerderung.Ier et e groussen Duerchbroch an der High-Performance Batterie Technologie gëtt, ass d'Liichtgewiicht en effektive Wee fir d'Cruising Gamme vun elektresche Gefierer ze verbesseren.Fir all 100 kg Reduktioun vum Gewiicht, kann d'Cruiseberäich vun elektresche Gefierer ëm 6% op 11% erhéicht ginn (d'Relatioun tëscht Gewiichtsreduktioun a Cruiseberäich gëtt an der Figur 10 gewisen).Momentan kann d'Cruising-Gamme vu rengen elektresche Gefierer net de Bedierfnesser vun de meeschte Leit entspriechen, awer d'Gewiicht ze reduzéieren duerch e gewësse Betrag kann d'Cruise-Regioun wesentlech verbesseren, d'Besuergnëss erliichtert an d'Benotzererfarung verbesseren.
5. Conclusioun
Zousätzlech zu der all-Aluminium Struktur vun der Aluminiumlegierung Këscht Camion an dësem Artikel agefouert, ginn et verschidden Zorte vu Këscht Camionen, wéi Al Honeycomb Paneele, Al buckle Placke, Al Rummen + Aluminium Haut, an Eisen-Aluminium Hybrid Cargo Container .Si hunn d'Virdeeler vun Liichtjoer Gewiicht, héich spezifesch Kraaft, a gutt corrosion Resistenz, a verlaangen net electrophoretic molen fir corrosion Schutz, reduzéieren den Ëmwelt- Impakt vun electrophoretic molen.D'Aluminiumlegierung Këscht Camion léist grondsätzlech d'Problemer vun exzessiv Gewiicht, Net-Konformitéit mat Ukënnegung, a reglementaresche Risiken vun traditionell Eisen-feieren cargo compartments.
Extrusioun ass eng wesentlech Veraarbechtungsmethod fir Aluminiumlegierungen, an Aluminiumprofile hunn exzellent mechanesch Eegeschaften, sou datt d'Sektiounsteifheet vun de Komponenten relativ héich ass.Wéinst dem variabelen Querschnitt kënnen d'Aluminiumlegierungen d'Kombinatioun vu verschidde Komponentfunktiounen erreechen, sou datt et e gutt Material fir d'Automotive Liichtgewiicht mécht.Wéi och ëmmer, déi verbreet Uwendung vun Aluminiumlegierungen stellt Erausfuerderunge wéi net genuch Designfäegkeet fir Aluminiumlegierungsfrachtkompartimenter, Formen a Schweessprobleemer, an héich Entwécklungs- a Promotiounskäschte fir nei Produkter.Den Haaptgrond ass ëmmer nach datt d'Aluminiumlegierung méi kascht wéi Stol ier d'Recyclingökologie vun Aluminiumlegierungen reift.
Als Schlussfolgerung wäert den Uwendungsomfang vun Aluminiumlegierungen an Autoen méi breet ginn, an hir Notzung wäert weider eropgoen.An den aktuellen Trends vun Energiespueren, Emissiounsreduktioun, an der Entwécklung vun der neier Energie Gefier Industrie, mat der Verstäerkung Versteesdemech vun Al durchgang Eegeschaften an efficace Léisungen fir Al durchgang Applikatioun Problemer, Al extrusion Material wäert méi wäit an Automotive Liichtjoer benotzt ginn.
Editéiert vum May Jiang aus MAT Aluminium
Post Zäit: Jan-12-2024
