1. regjistrimi
Drita e lehtë e automobilave filloi në vendet e zhvilluara dhe fillimisht u drejtua nga gjigantët tradicionalë të automobilave. Me zhvillim të vazhdueshëm, ajo ka fituar një vrull të rëndësishëm. Që nga koha kur indianët përdorën për herë të parë aliazh alumini për të prodhuar boshte automobilistike në prodhimin e parë masiv të Audi-it të makinave alumini në 1999, aliazh alumini ka parë një rritje të fortë në aplikimet automobilistike për shkak të avantazheve të tij siç janë densiteti i ulët, forca e lartë specifike dhe ngurtësia, ngurtësia, ngurtësia, ngurtësia, ngurtësia, ngurtësia, ngurtësia, ngurtësia e lartë dhe ngurtësia Elasticiteti i mirë dhe rezistenca e ndikimit, riciklueshmëria e lartë dhe shkalla e lartë e rigjenerimit. Deri në vitin 2015, proporcioni i aplikimit të aliazhit të aluminit në automobila tashmë kishte tejkaluar 35%.
Drita e lehtë e automobilave në Kinë filloi më pak se 10 vjet më parë, dhe të dy teknologjia dhe niveli i aplikimit mbeten pas vendeve të zhvilluara si Gjermania, Shtetet e Bashkuara dhe Japonia. Sidoqoftë, me zhvillimin e automjeteve të reja të energjisë, pesha e lehtë e materialit po përparon me shpejtësi. Duke shfrytëzuar ngritjen e automjeteve të reja të energjisë, teknologjia e lehtësisë së automjeteve të Kinës po tregon një trend të kapjes së vendeve të zhvilluara.
Tregu i materialeve të lehta të Kinës është i gjerë. Nga njëra anë, krahasuar me vendet e zhvilluara jashtë vendit, teknologjia e peshës së lehtë të Kinës filloi vonë, dhe pesha e përgjithshme e frenimit të automjeteve është më e madhe. Duke marrë parasysh standardin e proporcionit të materialeve të lehta në vendet e huaja, ka ende hapësirë të bollshme për zhvillim në Kinë. Nga ana tjetër, i nxitur nga politikat, zhvillimi i shpejtë i industrisë së re të automjeteve të energjisë në Kinë do të rrisë kërkesën për materiale të lehta dhe do të inkurajojë kompanitë e automobilave të lëvizin drejt peshës së lehtë.
Përmirësimi i standardeve të konsumit të emetimeve dhe karburantit po detyron nxitimin e peshës së lehtë të automobilave. Kina zbatoi plotësisht standardet e emetimit të Kinës VI në vitin 2020. Sipas "metodës së vlerësimit dhe treguesve për konsumin e karburantit të makinave të pasagjerëve" dhe "kursimin e energjisë dhe hartën e rrugës së teknologjisë së automjeteve të reja", standardi i konsumit të karburantit 5.0 L/km. Duke marrë parasysh hapësirën e kufizuar për përparime të konsiderueshme në teknologjinë e motorit dhe uljen e emetimeve, miratimi i masave për përbërësit e lehtë të automobilave mund të zvogëlojë në mënyrë efektive emetimet e automjeteve dhe konsumin e karburantit. Peshimi i lehtë i automjeteve të reja të energjisë është bërë një rrugë thelbësore për zhvillimin e industrisë.
Në vitin 2016, Shoqëria Inxhinierike e Automjeteve në Kinë lëshoi "kursimin e energjisë dhe hartën e re të teknologjisë së automjeteve energjetike", e cila planifikoi faktorë të tillë si konsumi i energjisë, diapazoni i lundrimit dhe materialet prodhuese për automjete të reja energjetike nga viti 2020 deri në 2030. Peshimi i lehtë do të jetë një drejtim kryesor Për zhvillimin e ardhshëm të automjeteve të reja të energjisë. Peshimi i lehtë mund të rrisë diapazonin e lundrimit dhe të adresojë "ankthin e diapazonit" në automjete të reja energjetike. Me rritjen e kërkesës për një gamë të zgjatur lundrimi, pesha e lehtë e automobilave bëhet urgjente, dhe shitjet e automjeteve të reja të energjisë janë rritur ndjeshëm vitet e fundit. Sipas kërkesave të sistemit të rezultateve dhe "planit të zhvillimit afatme deri në gjatësi për industrinë e automobilave", vlerësohet se deri në vitin 2025, shitjet e automjeteve të reja të energjisë në Kinë do të tejkalojnë 6 milion njësi, me një rritje vjetore të përbërë Norma që tejkalon 38%.
2. Karakteristikat dhe aplikimet e aliazhit të aluminit
2.1 Karakteristikat e aliazhit të aluminit
Dendësia e aluminit është një e treta e çelikut, duke e bërë atë më të lehtë. Ka forcë më të lartë specifike, aftësi të mirë të nxjerrjes, rezistencë të fortë për korrozionin dhe riciklueshmëri të lartë. Lidhjet e aluminit karakterizohen duke qenë kryesisht të përbërë nga magnezi, duke shfaqur rezistencë të mirë të nxehtësisë, veti të mira të saldimit, forcë të mirë të lodhjes, pamundësi për t'u forcuar nga trajtimi i nxehtësisë dhe aftësia për të rritur forcën përmes punës së ftohtë. Seria 6 karakterizohet duke qenë kryesisht e përbërë nga magnezi dhe silikoni, me MG2SI si faza kryesore e forcës. Lidhjet më të përdorura në këtë kategori janë 6063, 6061 dhe 6005a. 5052 Pllaka alumini është një pjatë alumini aliazh al-mg, me magnez si elementi kryesor i lidhjes. Isshtë aliazh alumini më i përdorur gjerësisht anti-Rust. Kjo aliazh ka forcë të lartë, forcë të lodhjes së lartë, plasticitet të mirë dhe rezistencë ndaj korrozionit, nuk mund të forcohet nga trajtimi i nxehtësisë, ka plasticitet të mirë në forcimin e punës gjysmë të ftohtë, plasticitet të ulët në forcimin e punës së ftohtë, rezistencën e mirë të korrozionit dhe vetitë e mira të saldimit. Përdoret kryesisht për përbërës të tillë si panelet anësore, mbulesat e çatisë dhe panelet e dyerve. 6063 Aliazh alumini është një aliazh forcues i trajtueshëm nga nxehtësia në serinë Al-MG-Si, me magnez dhe silikon si elementë kryesorë aliazh. Isshtë një profil i aliazhit të aluminit forcues të trajtimit të nxehtësisë me forcë të mesme, e përdorur kryesisht në përbërës strukturorë siç janë kolonat dhe panelet anësore për të mbajtur forcën. Një hyrje në notat e aliazhit të aluminit është treguar në Tabelën 1.
2.2 Nxjerrja është një metodë e rëndësishme formuese e aliazhit të aluminit
Nxjerrja e aliazhit të aluminit është një metodë e formimit të nxehtë, dhe i gjithë procesi i prodhimit përfshin formimin e aliazhit të aluminit nën stresin kompresiv të treanshëm. I gjithë procesi i prodhimit mund të përshkruhet si më poshtë: a. Alumini dhe lidhjet e tjera janë shkrirë dhe hidhen në billet e kërkuara të aliazhit të aluminit; b. Biletat e paravendosura futen në pajisjet e nxjerrjes për nxjerrje. Nën veprimin e cilindrit kryesor, billet aliazh i aluminit formohet në profilet e kërkuara përmes zgavrës së mykut; c. Për të përmirësuar vetitë mekanike të profileve të aluminit, trajtimi i zgjidhjes kryhet gjatë ose pas nxjerrjes, e ndjekur nga trajtimi i plakjes. Karakteristikat mekanike pas trajtimit të plakjes ndryshojnë sipas materialeve të ndryshme dhe regjimeve të plakjes. Statusi i trajtimit të nxehtësisë së profileve të kamionëve të tipit kuti është treguar në Tabelën 2.
Produktet e ekstruduara të aliazhit të aluminit kanë disa avantazhe ndaj metodave të tjera të formimit:
a Gjatë nxjerrjes, metali i ekstruduar fiton një stres kompresiv më të fortë dhe më të njëtrajtshëm në zonën e deformimit sesa rrokullisja dhe falsifikimi, kështu që mund të luajë plotësisht plasticitetin e metalit të përpunuar. Mund të përdoret për të përpunuar metale të vështira për t’u deformuar që nuk mund të përpunohen duke rrokullisur ose falsifikuar dhe mund të përdoren për të bërë përbërës të ndryshëm komplekse të zbrazëta ose të ngurta të seksionit kryq.
b. Për shkak se gjeometria e profileve të aluminit mund të jetë e larmishme, përbërësit e tyre kanë ngurtësi të lartë, të cilat mund të përmirësojnë ngurtësinë e trupit të automjetit, të zvogëlojnë karakteristikat e tij NVH dhe të përmirësojnë karakteristikat e kontrollit dinamik të automjeteve.
c. Produktet me efikasitet të nxjerrjes, pas shuarjes dhe plakjes, kanë forcë të konsiderueshme më të lartë gjatësore (R, RAZ) sesa produktet e përpunuara me metoda të tjera.
d. Sipërfaqja e produkteve pas nxjerrjes ka ngjyrë të mirë dhe rezistencë të mirë të korrozionit, duke eleminuar nevojën për trajtim tjetër të sipërfaqes kundër korrozionit.
e. Përpunimi i nxjerrjes ka një fleksibilitet të madh, mjete të ulëta dhe kosto të mykut dhe kosto të ulët të ndryshimit të projektimit.
f. Për shkak të kontrollueshmërisë së kryqëzimeve të profilit të aluminit, shkalla e integrimit të përbërësit mund të rritet, numri i përbërësve mund të zvogëlohet, dhe modele të ndryshme të seksionit kryq mund të arrijnë pozicionimin e saktë të saldimit.
Krahasimi i performancës midis profileve të ekstruduar të aluminit për kamionë të tipit kuti dhe çelik të karbonit të thjeshtë është treguar në Tabelën 3.
Drejtimi tjetër i zhvillimit të profileve të aliazhit të aluminit për kamionët e tipit kuti: Përmirësimi i mëtejshëm i forcës së profilit dhe përmirësimi i performancës së nxjerrjes. Drejtimi i hulumtimit të materialeve të reja për profilet e aliazhit të aluminit për kamionë të tipit kuti është treguar në figurën 1.
3. Struktura e kamionëve të kutisë së aliazhit, analiza e forcës dhe verifikimi
3.1 Struktura e kamionit të kutisë së aliazhit të aluminit
Enë për kamionin e kutisë kryesisht përbëhet nga montimi i panelit të përparmë, montimi i panelit anësor të majtë dhe të djathtë, montimi i panelit anësor të derës së pasme, montimi i dyshemesë, montimi Lidhur me shasinë e klasit të dytë. Rrezet kryq të trupit të kutisë, shtyllat, trarët anësorë dhe panelet e dyerve janë bërë nga profile të ekstruduara të aliazhit të aluminit, ndërsa panelet e dyshemesë dhe çatisë janë bërë nga 5052 pllaka të sheshta të aliazhit të aluminit. Struktura e kamionit të kutisë së aliazhit të aluminit është treguar në figurën 2.
Përdorimi i procesit të nxjerrjes së nxehtë të aliazhit të aluminit të 6 serive mund të formojë seksione komplekse të uritur, një dizajn i profileve të aluminit me seksione komplekse të kryqëzuara mund të kursejë materiale, të plotësojë kërkesat e forcës së produktit dhe ngurtësisë dhe të përmbushë kërkesat e lidhjes së ndërsjellë midis përbërës të ndryshëm. Prandaj, struktura kryesore e dizajnit të rrezes dhe momentet seksionale të inercisë I dhe momentet që rezistojnë janë paraqitur në figurën 3.
Një krahasim i të dhënave kryesore në Tabelën 4 tregon se momentet seksionale të inercisë dhe momentet i rezistimit të profilit të dizajnuar të aluminit janë më të mira se të dhënat përkatëse të profilit të rrezeve të bëra nga hekuri. Të dhënat e koeficientit të ngurtësisë janë afërsisht të njëjta me ato të profilit përkatës të rrezeve të bëra nga hekuri, dhe të gjitha plotësojnë kërkesat e deformimit.
3.2 Llogaritja maksimale e stresit
Marrja e përbërësit kryesor të ngarkesës, rryma e kryqëzimit, si objekti, llogaritet stresi maksimal. Ngarkesa e vlerësuar është 1.5 T, dhe rrezja e kryqëzimit është bërë nga profili i aliazhit të aluminit 6063-T6 me veti mekanike siç tregohet në Tabelën 5. Rrezja thjeshtohet si një strukturë kantilever për llogaritjen e forcës, siç tregohet në figurën 4.
Duke marrë një rreze të hapësirës 344 mm, ngarkesa kompresive në rreze llogaritet si F = 3757 N bazuar në 4.5T, që është tre herë ngarkesa statike standarde. q = f/l
ku q është stresi i brendshëm i rrezes nën ngarkesë, n/mm; F është ngarkesa e lindur nga rrezja, e llogaritur bazuar në 3 herë ngarkesën statike standarde, e cila është 4.5 t; L është gjatësia e rrezes, mm.
Prandaj, stresi i brendshëm Q është:
Formula e llogaritjes së stresit është si më poshtë:
Momenti maksimal është:
Duke marrë vlerën absolute të momentit, m = 274283 n · mm, stresi maksimal σ = m/(1.05 × w) = 18.78 MPa, dhe vlera maksimale e stresit σ <215 MPa, e cila plotëson kërkesat.
3.3 Karakteristikat e lidhjes së përbërësve të ndryshëm
Aliazh i aluminit ka veti të dobëta të saldimit, dhe forca e pikës së tij të saldimit është vetëm 60% e forcës së materialit bazë. Për shkak të mbulimit të një shtrese Al2O3 në sipërfaqen e aliazhit të aluminit, pika e shkrirjes së Al2O3 është e lartë, ndërsa pika e shkrirjes së aluminit është e ulët. Kur aliazh alumini është bashkuar, Al2O3 në sipërfaqe duhet të prishet shpejt për të kryer saldim. Në të njëjtën kohë, mbetja e Al2O3 do të mbetet në zgjidhjen e aliazhit të aluminit, duke ndikuar në strukturën e aliazhit të aluminit dhe duke zvogëluar forcën e pikës së saldimit të aliazhit të aluminit. Prandaj, kur hartoni një enë gjithëpërfshirëse, këto karakteristika konsiderohen plotësisht. Saldimi është metoda kryesore e pozicionimit, dhe përbërësit kryesorë të mbajtjes së ngarkesës janë të lidhura me bulona. Lidhje të tilla si riveting dhe struktura e pëllumbave janë paraqitur në figurat 5 dhe 6.
Struktura kryesore e trupit të kutisë së gjithë aluminit miraton një strukturë me rreze horizontale, shtylla vertikale, trarëve anësorë dhe rreze të skajit që ndërthuren me njëra-tjetrën. Ekzistojnë katër pika lidhjeje midis secilës rreze horizontale dhe një shtyllë vertikale. Pikat e lidhjes janë të pajisura me gaskets të dhëmbëzuara për të rrjetëzuar me skajin e dhëmbëzuar të rrezes horizontale, duke parandaluar në mënyrë efektive rrëshqitjen. Tetë pikat e qoshes janë të lidhura kryesisht nga futjet e bërthamës së çelikut, të fiksuara me bulona dhe thumba vetë-mbyllëse, dhe përforcohen nga pllaka alumini trekëndëshi 5 mm të ngjitura brenda kutisë për të forcuar pozicionet e qoshes brenda. Pamja e jashtme e kutisë nuk ka pika të lidhjes së saldimit ose të ekspozuar, duke siguruar pamjen e përgjithshme të kutisë.
3.4 Teknologjia e Inxhinierisë Sinkrone SE
Teknologjia e inxhinierisë sinkronike SE përdoret për të zgjidhur problemet e shkaktuara nga devijime të mëdha të madhësisë së akumuluar për përbërësit që përputhen në trupin e kutisë dhe vështirësitë në gjetjen e shkaqeve të boshllëqeve dhe dështimeve të rrafshimit. Përmes analizës së CAE (shiko Figurën 7-8), një analizë krahasimi është kryer me trupa kuti të prodhuar nga hekuri për të kontrolluar forcën e përgjithshme dhe ngurtësinë e trupit të kutisë, të gjeni pika të dobëta dhe të merrni masa për të optimizuar dhe përmirësuar skemën e projektimit në mënyrë më efektive .
4. Efekti i peshës së lehtë të kamionit të kutisë së aliazhit të aluminit
Përveç trupit të kutisë, lidhjet e aluminit mund të përdoren për të zëvendësuar çelikun për përbërës të ndryshëm të kontejnerëve të kamionëve të llojit të kutive, të tilla si baltë, roje të pasme, roje anësore, shufra dyersh, varet e dyerve dhe skajet e platformës së pasme, duke arritur një ulje peshe prej 30% deri 40% për ndarjen e ngarkesave. Efekti i uljes së peshës për një enë ngarkese të zbrazët 4080 mm × 2300 mm × 2200 mm është treguar në Tabelën 6. Kjo zgjidh në mënyrë thelbësore problemet e peshës së tepërt, mosrespektimin e njoftimeve dhe rreziqet rregullatore të ndarjeve tradicionale të ngarkesave të bëra nga hekuri.
Duke zëvendësuar çelikun tradicional me lidhjet e aluminit për përbërësit e automobilave, jo vetëm që mund të arrihen efekte të shkëlqyera të peshës së lehtë, por gjithashtu mund të kontribuojnë në kursimet e karburantit, uljen e emetimeve dhe performancën e përmirësuar të automjeteve. Aktualisht, ka mendime të ndryshme për kontributin e peshës së lehtë për të kursyer kursimet e karburantit. Rezultatet e hulumtimit të Institutit Ndërkombëtar të Aluminit janë paraqitur në Figurën 9. Everydo 10% ulje në peshën e automjetit mund të zvogëlojë konsumin e karburantit me 6% në 8%. Bazuar në statistikat e brendshme, ulja e peshës së secilës makinë pasagjerësh me 100 kg mund të zvogëlojë konsumin e karburantit me 0.4 L/100 km. Kontributi i peshës së lehtë në kursimet e karburantit bazohet në rezultatet e marra nga metoda të ndryshme kërkimore, kështu që ekziston disa ndryshime. Sidoqoftë, pesha e lehtë e automobilave ka një ndikim të rëndësishëm në uljen e konsumit të karburantit.
Për automjetet elektrike, efekti i peshës së lehtë është edhe më i theksuar. Aktualisht, dendësia e energjisë njësi e baterive të energjisë elektrike të automjetit është dukshëm e ndryshme nga ajo e automjeteve tradicionale të karburantit të lëngshëm. Pesha e sistemit të energjisë (përfshirë baterinë) e automjeteve elektrike shpesh përbën 20% deri 30% të peshës totale të automjetit. Njëkohësisht, shkelja e ngushticës së performancës së baterive është një sfidë në të gjithë botën. Para se të ketë një përparim të madh në teknologjinë e baterive me performancë të lartë, pesha e lehtë është një mënyrë efektive për të përmirësuar gamën e lundrimit të automjeteve elektrike. Për çdo ulje të peshës 100 kg, diapazoni i lundrimit të automjeteve elektrike mund të rritet me 6% në 11% (marrëdhënia midis uljes së peshës dhe diapazonit të lundrimit është treguar në figurën 10). Aktualisht, diapazoni i lundrimit të automjeteve të pastra elektrike nuk mund të plotësojë nevojat e shumicës së njerëzve, por ulja e peshës me një sasi të caktuar mund të përmirësojë ndjeshëm gamën e lundrimit, duke lehtësuar ankthin e intervalit dhe përmirësimin e përvojës së përdoruesit.
5.Konkluzioni
Përveç strukturës gjithëpërfshirë . Ata kanë avantazhet e peshës së lehtë, forcën e lartë specifike dhe rezistencën e mirë të korrozionit, dhe nuk kërkojnë bojë elektroforetike për mbrojtje nga korrozioni, duke zvogëluar ndikimin mjedisor të bojës elektroforetike. Kamioni i kutisë së aliazhit të aluminit zgjidh në mënyrë thelbësore problemet e peshës së tepërt, mosrespektimin e njoftimeve dhe rreziqet rregullatore të ndarjeve tradicionale të ngarkesave të bëra nga hekuri.
Nxjerrja është një metodë thelbësore e përpunimit për lidhjet e aluminit, dhe profilet e aluminit kanë veti të shkëlqyera mekanike, kështu që ngurtësia e seksionit të përbërësve është relativisht e lartë. Për shkak të seksionit kryq të ndryshueshëm, lidhjet e aluminit mund të arrijnë kombinimin e funksioneve të shumta të komponentëve, duke e bërë atë një material të mirë për peshën e lehtë të automobilave. Sidoqoftë, aplikimi i përhapur i lidhjeve të aluminit përballet me sfida të tilla si aftësi e pamjaftueshme e projektimit për ndarjet e ngarkesave të aluminit të aluminit, formimin dhe çështjet e saldimit, dhe kostot e larta të zhvillimit dhe promovimit për produktet e reja. Arsyeja kryesore është akoma që aliazh i aluminit kushton më shumë sesa çeliku para se ekologjia ricikluese e lidhjeve të aluminit të jetë e pjekur.
Si përfundim, qëllimi i aplikimit të lidhjeve të aluminit në automobila do të bëhet më i gjerë, dhe përdorimi i tyre do të vazhdojë të rritet. Në tendencat e tanishme të kursimit të energjisë, uljen e emetimeve dhe zhvillimin e industrisë së re të automjeteve energjetike, me kuptimin e thellimit të vetive të aliazhit të aluminit dhe zgjidhje efektive për problemet e aplikimit të aliazhit të aluminit, materialet e nxjerrjes së aluminit do të përdoren më gjerësisht në peshën e lehtë të automjeteve.
Redaktuar nga maj Jiang nga Mat Alumini
Koha e postimit: Jan-12-2024
