На расход топлива влияет масса конструкции
В транспортной технике топливо расходуется не только на перемещение груза или пассажиров, но и на ускорение самой конструкции транспортного средства.
Кузова грузовиков, салоны автобусов, модули железнодорожных вагонов и морские кабины содержат панели пола, боковые стенки, потолочные панели, крышки оборудования и системы перегородок. Эти компоненты часто изготавливаются из фанеры, стального листа, алюминиевой пластины или твердого ламината из стекловолокна.
Когда масса этих компонентов увеличивается, двигательная установка должна генерировать дополнительную силу при ускорении. Эффект наиболее заметен в транспортных средствах, которые постоянно трогаются с места и останавливаются, таких как городские автобусы, городские железнодорожные системы, грузовые автомобили и пассажирские паромы.
Сотовые плиты удаляют материал из областей с низким-напряжением
Сотовая плита представляет собой сэндвич-панель, состоящую из:
- Лицевой лист
- Сотовое ядро
- Лицевой лист
При изгибе наружные лицевые листы испытывают растягивающие и сжимающие нагрузки. Сердечник передает сдвиговые нагрузки между обшивками и поддерживает расстояние между ними.
Центральная область массивной доски вносит меньший вклад в сопротивление изгибу, чем внешние поверхности. Сотовая конструкция удаляет материал из этой области с низким-напряжением и заменяет его полыми ячейками.
Вместо использования сплошной панели толщиной 20–30 мм производители могут сохранить толщину панели, одновременно уменьшив объем материала внутри конструкции.
Снижение веса происходит в сборках большой-площади.
Наибольшие возможности снижения веса обычно открываются в компонентах, занимающих большие площади поверхности.
Напольные системы
Полы транспортных средств часто занимают всю ширину и длину кабины или грузового отсека.
Замена фанеры или массивных композитных полов сотовыми плитами удаляет материал с площади в несколько квадратных метров. Совокупное снижение веса становится значительным, поскольку конструкция пола занимает большую часть внутреннего объема.
Стеновые панели
Боковые стенки и внутренние перегородки в первую очередь разделяют пространство, а не несут основную нагрузку автомобиля.
Сотовые панели позволяют производителям сохранять толщину стенок, одновременно уменьшая массу не-несущих-ненесущих узлов.
Потолочные модули
Потолочные панели поддерживают системы освещения, вентиляционные каналы, жгуты проводов и смотровые панели.
Использование сотовых плит снижает вес подвески, который необходимо поддерживать с помощью кронштейнов и систем крепления.
Меньшая масса автомобиля снижает потребление энергии во время ускорения
Ускорение автомобиля подчиняется второму закону Ньютона:
Сила=Масса × Ускорение
Когда требования к ускорению остаются неизменными, уменьшение массы конструкции уменьшает силу, требуемую от двигателя, двигателя или двигательной установки.
Для транспортных средств, эксплуатирующихся в условиях повторяющихся циклов ускорения, снижение происходит в тысячи раз на протяжении всего срока службы транспортного средства.
Типичные примеры включают в себя:
- Городские автобусы останавливаются каждые несколько сотен метров.
- Поезда метро заходят и отправляются на станции
- Транспортные средства доставки, работающие на городских маршрутах
- Паромы, выполняющие плановые стыковочные операции
В таких условиях эксплуатации снижение веса конструкции напрямую снижает энергию, необходимую для достижения рабочей скорости.
Сотовые панели интегрированы иначе, чем сплошные панели
Сотовые плиты не всегда могут использовать те же методы крепления, что и фанера или твердый ламинат.
Поскольку сердечник содержит полые ячейки, сосредоточенные нагрузки вокруг болтов и винтов должны передаваться через армированные области.
Производители обычно интегрируют сотовые панели, используя:
- Структурное клеевое соединение
- Встраиваемые вставки
- Алюминиевые кромочные профили
- Усиленные монтажные зоны
Перед сборкой открытые ячейки вокруг вырезов и краев панели обычно герметизируются, чтобы предотвратить попадание влаги и загрязнение.
Виды отказов должны учитываться при проектировании
Одного снижения веса недостаточно для транспортных применений.
Прежде чем выбрать конфигурацию сотовой платы, инженеры обычно оценивают несколько потенциальных режимов отказа:
- Разрушение керна под сосредоточенными нагрузками
- Кожа прогибается при сжатии
- Расслоение-от-сердцевины
- Выдвижной фиксатор-выдвигается
- Проникновение воды через незагерметизированные края
Выбранная плотность заполнителя, размер ячеек, толщина лицевого-листа и метод армирования определяются ожидаемым вариантом нагрузки и рабочей средой.
Например, пол автобуса, поддерживающий пассажиропоток, требует иного усиления, чем потолочная панель, поддерживающая осветительные приборы.
Выбор сотовой платы для транспортных систем
Выбор платы обычно основан на:
- Пролет панели
- Расчетная нагрузка
- Толщина сердцевины
- Основной материал
- Лицевой-листовой материал
- Требования к пожарной безопасности
- Условия воздействия влаги
Полипропиленовые сотовые заполнители часто выбирают для транспортных помещений, подверженных воздействию влаги, поскольку термопластичная структура не впитывает воду. Могут быть указаны алюминиевые сотовые сердечники.
когда требуется более высокая прочность на сжатие вокруг локализованных нагрузок.
Окончательная конфигурация зависит от того, как панель передает нагрузки на окружающую конструкцию автомобиля.
Решения для сотовых плат HolyCore
HolyCore производит материалы с сотовым заполнителем, используемые в сэндвич-панелях для транспортных и промышленных сооружений.
Сотовый заполнитель выполняет функцию слоя переноса-сдвига внутри панели. В зависимости от проектных требований сердцевину можно комбинировать с обшивкой из стекловолокна, листами термопласта, алюминиевой облицовкой или другими материалами панелей.
Заменяя твердые области сердцевины инженерными ячеистыми конструкциями, производители могут уменьшить массу панелей в полах, перегородках, потолках, корпусах оборудования и внутренних узлах транспортных средств, сохраняя при этом толщину, необходимую для структурной интеграции.
