Odav Odav Konstruktsioon On Teostatav

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-11-26 11:41

Kerge konstruktsioon on ja jääb võtmetähtsusega tehnoloogiaks paljudes tööstusharudes, alates sõidukite ja lennukite tehnoloogiast kuni laevaehituse ja kosmosesse reisimiseni. Samal ajal pakub kaalu vähendamise lähenemisviis kliimat kahjustavate heitkoguste osas suurt kokkuhoiupotentsiaali. Kuid kui enamiku sisseehitatud autokomponentide osas peaks valitsema kerge konstruktsioon, tuleb hinda keerata.

Vähendage CO ₂ heitkoguseid 25 protsenti

Seda tegid arvukad partnerid EL-i projektis Alliance, lühikese nimega "Taskukohane kergete autode liit": nad uurisid, kuidas on võimalik kulude kokkuhoidu, ja töötasid välja vastavad tehnoloogiad. Kaasatud olid kuus tuntud autotootjat, kuus komponentide ja materjalide tarnijat ning erinevad teadusasutused. Projekti koordineerisid Daimler ja Framhoferi vastupidavuse ja süsteemi töökindluse instituut LBF Darmstadtis. "Üheskoos suutsime näidata, et odavate odavate konstruktsioonide ehitamine on võimalik," ütleb Fraunhofer LBF teadusjuhtimise juht prof Thilo Bein.

Projektisekretärina koordineeris ta partnereid, jälgis tulemusi, korraldas kohtumisi jms. "Üksikute komponentide, suutsime säästa üle 30 protsenti kaalu ja seega vähendada oma osa CO ₂ heitkoguseid 25 protsenti - koos kulude suurenemine vaid 2,67 eurot kilogrammi kohta salvestatud, komponendi kohta, mis on hea autotootja on aktsepteeritav. "Kui CO ₂ tasakaalu ja energia tasakaalu võetakse arvesse algusest, kulusid on võimalik veelgi vähendada, vastavalt projekti tulemusena.

Vähendage iteratsiooni samme disainis

Kuid Fraunhoferi LBF-i teadlased panustasid projekti mitte ainult kooskõlastamise osas, vaid ka oma uurimistöös: näiteks komponentide kavandamisel. Kui autokomponentide tootmiseks kasutatakse uusi materjale, tuleb sellised parameetrid nagu seina paksus, komponentide loomulik sagedus - mis on oluline müra tekitamiseks - või kaal uuesti optimeerida.

Seminari nipp

Kergete ehitusmaterjalide seminaril õpetatakse kergete konstruktsioonide meetodeid, projekteerimispõhimõtteid ja ehitusmeetodeid. Osalejad saavad ülevaate erinevatest kergekaalulistest materjalidest, õpivad tundma materjalide valiku kriteeriume ja õpivad tundma erinevate materjalide eeliseid, puudusi ja riske.

Paljudel juhtudel tehakse seda lõplike elementide meetodil: Näiteks jagatakse virtuaalne porilauderõhk paljudeks väikesteks ühikuteks ning seejärel arvutatakse ja optimeeritakse selle füüsiline käitumine. Need mudelid on aga väga keerulised. "Seetõttu oleme Fraunhofer LBF-is välja töötanud parameetrilise mudeli, mis seda protseduuri äärmiselt lihtsustab," ütleb Bein. Põhimõte: eksperdid vähendavad mudeli keerukust, säilitades samas sellised parameetrid nagu kaal, looduslik sagedus või seina paksus. Nad kasutavad seda mudelit optimeerimiseks - mis on palju lihtsam - ja edastavad tulemused siis tagasi algsesse lõplike elementide mudelisse. "See mitme parameetriga optimeeriminesaab kasutada nii varajases kontseptsiooni faasis kui ka hilisemas detailses projekteerimises,”ütleb Bein. Teadlased on juba oma meetodit katsetanud Opeli esiosa komponendi virtuaalses demonstratsioonmoodulis. Tulemus: kujunduse iteratsiooni etappe vähendatakse, soovitud parameetrid saavutatakse paremini.

Kontrollige hübriidühenduste vastupidavust

Alliansi projekt hõlmas ka sobivate liitumisprotsesside väljatöötamist kergete komponentide kindlaks ja kindlaks ühendamiseks: tulemuseks on 14 erinevat liitumisprotsessi. Fraunhoferi eksperdid on oma kogemused väsimuse testimisel kasutusele võtnud. Näiteks hübriidühendusprotsesside jaoks - needid koos liimiga - on nad koostanud komponentidetaolisi proove mitmesugustele tsüklilistele koormustele ja uurinud, kui hästi ühendused seda protseduuri taluvad. Fraunhoferi LBF-i teadlased kontrollisid Toyota plastist aluse täiendavat töötugevust. Mõlemad testid andsid häid tulemusi.

“Tulemused voolavad tootearendusse lähiaastatel,” on Bein kindel.