1.Cyflwyniad
Dechreuodd pwysau ysgafn modurol mewn gwledydd datblygedig ac fe'i harweiniwyd i ddechrau gan gewri modurol traddodiadol. Gyda datblygiad parhaus, mae wedi ennill momentwm sylweddol. O'r amser pan ddefnyddiodd Indiaid aloi alwminiwm gyntaf i gynhyrchu crankshafts modurol i gynhyrchiad màs cyntaf Audi o geir all-alwminiwm ym 1999, mae aloi alwminiwm wedi gweld twf cadarn mewn cymwysiadau modurol oherwydd ei fanteision megis dwysedd isel, cryfder penodol uchel a stiffrwydd, uchel, Elastigedd da ac ymwrthedd effaith, ailgylchadwyedd uchel, a chyfradd adfywio uchel. Erbyn 2015, roedd cyfran ymgeisio aloi alwminiwm mewn automobiles eisoes wedi bod yn fwy na 35%.
Dechreuodd pwysau ysgafn modurol Tsieina lai na 10 mlynedd yn ôl, ac mae'r technoleg a lefel cymhwysiad ar ei hôl hi o ran gwledydd datblygedig fel yr Almaen, yr Unol Daleithiau a Japan. Fodd bynnag, gyda datblygiad cerbydau ynni newydd, mae pwysau ysgafn materol yn dod yn ei flaen yn gyflym. Gan ysgogi cynnydd cerbydau ynni newydd, mae technoleg ysgafn modurol Tsieina yn dangos tuedd o ddal i fyny â gwledydd datblygedig.
Mae marchnad deunyddiau ysgafn Tsieina yn helaeth. Ar y naill law, o'i gymharu â gwledydd datblygedig dramor, cychwynnodd technoleg ysgafn Tsieina yn hwyr, ac mae pwysau palmant cyffredinol y cerbyd yn fwy. O ystyried meincnod cyfran deunyddiau ysgafn mewn gwledydd tramor, mae digon o le i ddatblygu yn Tsieina o hyd. Ar y llaw arall, wedi'i yrru gan bolisïau, bydd datblygiad cyflym diwydiant cerbydau ynni newydd Tsieina yn rhoi hwb i'r galw am ddeunyddiau ysgafn ac yn annog cwmnïau modurol i symud tuag at bwysau ysgafn.
Mae gwella safonau allyriadau a defnydd tanwydd yn gorfodi cyflymiad pwysau ysgafn modurol. Gweithredodd China safonau allyriadau Tsieina VI yn llawn yn 2020. Yn ôl y “dull gwerthuso a dangosyddion ar gyfer bwyta tanwydd ceir teithwyr” a’r “map ffordd arbed ynni a thechnoleg cerbydau ynni newydd,” y safon bwyta tanwydd 5.0 l/km. Gan ystyried y lle cyfyngedig ar gyfer datblygiadau sylweddol mewn technoleg injan a lleihau allyriadau, gall mabwysiadu mesurau i gydrannau modurol ysgafn leihau allyriadau cerbydau a'r defnydd o danwydd yn effeithiol. Mae pwysau ysgafn cerbydau ynni newydd wedi dod yn llwybr hanfodol ar gyfer datblygiad y diwydiant.
Yn 2016, cyhoeddodd Cymdeithas Peirianneg Modurol Tsieina y “Map Ffordd Technoleg Cerbydau Ynni Newydd,” a gynlluniodd ffactorau megis defnydd ynni, ystod mordeithio, a deunyddiau gweithgynhyrchu ar gyfer cerbydau ynni newydd rhwng 2020 a 2030. Bydd ysgafn yn gyfeiriad allweddol ar gyfer datblygu cerbydau ynni newydd yn y dyfodol. Gall pwysau ysgafn gynyddu'r ystod fordeithio a mynd i'r afael â “phryder amrediad” mewn cerbydau ynni newydd. Gyda'r galw cynyddol am yr ystod mordeithio estynedig, mae pwysau ysgafn modurol yn dod yn frys, ac mae gwerthu cerbydau ynni newydd wedi tyfu'n sylweddol yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Yn ôl gofynion y system sgorio a’r “cynllun datblygu canol i dymor hir ar gyfer y diwydiant modurol,” amcangyfrifir erbyn 2025, y bydd gwerthiant Tsieina o gerbydau ynni newydd yn fwy na 6 miliwn o unedau, gyda thwf blynyddol cyfansawdd cyfradd sy'n fwy na 38%.
Nodweddion a chymwysiadau aloi 2.aluminiwm
2.1 Nodweddion aloi alwminiwm
Mae dwysedd alwminiwm yn draean o ddur, gan ei wneud yn ysgafnach. Mae ganddo gryfder penodol uwch, gallu allwthio da, ymwrthedd cyrydiad cryf, ac ailgylchadwyedd uchel. Nodweddir aloion alwminiwm trwy gael eu cynnwys yn bennaf o fagnesiwm, arddangos ymwrthedd gwres da, priodweddau weldio da, cryfder blinder da, anallu i gael ei gryfhau trwy driniaeth wres, a'r gallu i gynyddu cryfder trwy weithio oerfel. Nodweddir y gyfres 6 gan ei bod yn cynnwys magnesiwm a silicon yn bennaf, gyda MG2SI fel y prif gyfnod cryfhau. Yr aloion a ddefnyddir fwyaf yn y categori hwn yw 6063, 6061, a 6005A. Mae plât alwminiwm 5052 yn blât aloi aloi cyfres Al-MG, gyda magnesiwm fel y brif elfen aloi. Dyma'r aloi alwminiwm gwrth-rhwd a ddefnyddir fwyaf. Mae gan yr aloi hwn gryfder uchel, cryfder blinder uchel, plastigrwydd da ac ymwrthedd cyrydiad, ni ellir ei gryfhau trwy drin gwres, mae ganddo blastigrwydd da mewn caledu gwaith lled-oer, plastigrwydd isel mewn caledu gwaith oer, ymwrthedd cyrydiad da, ac eiddo weldio da. Fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer cydrannau fel paneli ochr, gorchuddion to, a phaneli drws. Mae aloi alwminiwm 6063 yn aloi cryfhau y gellir ei drin â gwres yn y gyfres Al-MG-Si, gyda magnesiwm a silicon fel y prif elfennau aloi. Mae'n broffil aloi alwminiwm cryfhau gwres gyda chryfder canolig, a ddefnyddir yn bennaf mewn cydrannau strwythurol fel colofnau a phaneli ochr i gario cryfder. Dangosir cyflwyniad i raddau aloi alwminiwm yn Nhabl 1.
2.2 Mae allwthio yn ddull ffurfio pwysig o aloi alwminiwm
Mae allwthio aloi alwminiwm yn ddull ffurfio poeth, ac mae'r broses gynhyrchu gyfan yn cynnwys ffurfio aloi alwminiwm o dan straen cywasgol tair ffordd. Gellir disgrifio'r broses gynhyrchu gyfan fel a ganlyn: a. Mae alwminiwm ac aloion eraill yn cael eu toddi a'u taflu i'r biledau aloi alwminiwm gofynnol; b. Mae'r biledau wedi'u cynhesu ymlaen llaw yn cael eu rhoi yn yr offer allwthio ar gyfer allwthio. O dan weithred y prif silindr, mae'r biled aloi alwminiwm yn cael ei ffurfio yn y proffiliau gofynnol trwy geudod y mowld; c. Er mwyn gwella priodweddau mecanyddol proffiliau alwminiwm, cynhelir triniaeth toddiant yn ystod neu ar ôl allwthio, ac yna triniaeth sy'n heneiddio. Mae'r priodweddau mecanyddol ar ôl triniaeth heneiddio yn amrywio yn ôl gwahanol ddefnyddiau a chyfundrefnau sy'n heneiddio. Dangosir statws triniaeth wres proffiliau tryciau math blwch yn Nhabl 2.
Mae gan gynhyrchion allwthiol aloi alwminiwm sawl mantais dros ddulliau ffurfio eraill:
a. Yn ystod allwthio, mae'r metel allwthiol yn cael straen cywasgol tair ffordd cryfach a mwy unffurf yn y parth dadffurfiad na rholio ac ffugio, felly gall chwarae plastigrwydd y metel wedi'i brosesu yn llawn. Gellir ei ddefnyddio i brosesu metelau anodd eu dadleoli na ellir eu prosesu trwy rolio neu ffugio ac y gellir eu defnyddio i wneud amryw gydrannau croestoriad gwag neu solet cymhleth.
b. Oherwydd y gellir amrywio geometreg proffiliau alwminiwm, mae gan eu cydrannau stiffrwydd uchel, a all wella anhyblygedd corff y cerbyd, lleihau ei nodweddion NVH, a gwella nodweddion rheoli deinamig cerbydau.
c. Mae gan gynhyrchion ag effeithlonrwydd allwthio, ar ôl diffodd a heneiddio, gryfder hydredol sylweddol uwch (R, raz) na chynhyrchion a brosesir gan ddulliau eraill.
d. Mae gan wyneb cynhyrchion ar ôl allwthio liw da a gwrthiant cyrydiad da, gan ddileu'r angen am driniaeth arwyneb gwrth-cyrydiad arall.
e. Mae gan brosesu allwthio hyblygrwydd mawr, costau offer isel a llwydni, a chostau newid dyluniad isel.
f. Oherwydd rheolaeth groestoriadau proffil alwminiwm, gellir cynyddu graddfa'r integreiddio cydrannau, gellir lleihau nifer y cydrannau, a gall gwahanol ddyluniadau trawsdoriad gyflawni lleoliad weldio manwl gywir.
Dangosir y gymhariaeth perfformiad rhwng proffiliau alwminiwm allwthiol ar gyfer tryciau math blwch a dur carbon plaen yn Nhabl 3.
Cyfeiriad datblygu nesaf proffiliau aloi alwminiwm ar gyfer tryciau tebyg i flwch: Gwella cryfder proffil ymhellach a gwella perfformiad allwthio. Dangosir cyfeiriad ymchwil deunyddiau newydd ar gyfer proffiliau aloi alwminiwm ar gyfer tryciau tebyg i flwch yn Ffigur 1.
Strwythur tryc blwch aloi 3.aluminiwm, dadansoddiad cryfder, a dilysu
3.1 Strwythur Tryc Blwch Alloy Alwminiwm
Mae cynhwysydd y tryc blwch yn cynnwys cynulliad panel blaen yn bennaf, cynulliad panel ochr chwith a dde, cynulliad panel ochr drws cefn, cynulliad llawr, cynulliad to, yn ogystal â bolltau siâp U, gwarchodwyr ochr, gwarchodwyr cefn, gwarchodwyr cefn, fflapiau mwd, ac ategolion eraill wedi'i gysylltu â'r siasi ail ddosbarth. Mae trawstiau croes y corff blwch, pileri, trawstiau ochr, a phaneli drws wedi'u gwneud o broffiliau allwthiol aloi alwminiwm, tra bod y paneli llawr a tho wedi'u gwneud o 5052 o blatiau gwastad aloi alwminiwm. Dangosir strwythur y tryc blwch aloi alwminiwm yn Ffigur 2.
Gall defnyddio proses allwthio poeth yr aloi alwminiwm 6 gyfres ffurfio croestoriadau gwag cymhleth, gall dyluniad proffiliau alwminiwm gyda chroestoriadau cymhleth arbed deunyddiau, cwrdd â gofynion cryfder a stiffrwydd cynnyrch, a chwrdd â gofynion cysylltiad cydfuddiannol rhwng cydrannau amrywiol. Felly, dangosir prif strwythur dylunio trawst ac eiliadau adrannol syrthni I ac eiliadau gwrthsefyll w yn Ffigur 3.
Mae cymhariaeth o'r prif ddata yn Nhabl 4 yn dangos bod eiliadau adrannol syrthni ac eiliadau gwrthsefyll y proffil alwminiwm a ddyluniwyd yn well na data cyfatebol y proffil trawst a wnaed yn haearn. Mae'r data cyfernod stiffrwydd fwy neu lai yr un fath â rhai'r proffil trawst cyfatebol a wnaed yn haearn, ac mae pob un yn cwrdd â'r gofynion dadffurfiad.
3.2 Cyfrifiad Straen Uchafswm
Gan gymryd y gydran allweddol sy'n dwyn llwyth, y Crossbeam, fel y gwrthrych, cyfrifir y straen uchaf. Y llwyth sydd â sgôr yw 1.5 t, ac mae'r croesbeam wedi'i wneud o broffil aloi alwminiwm 6063-T6 gydag eiddo mecanyddol fel y dangosir yn Nhabl 5. Mae'r trawst yn cael ei symleiddio fel strwythur cantilifer ar gyfer cyfrifo grym, fel y dangosir yn Ffigur 4.
Gan gymryd trawst rhychwant 344mm, cyfrifir y llwyth cywasgol ar y trawst fel F = 3757 N yn seiliedig ar 4.5T, sydd deirgwaith y llwyth statig safonol. q = f/l
lle q yw straen mewnol y trawst o dan y llwyth, n/mm; F yw'r llwyth a gludir gan y trawst, wedi'i gyfrifo yn seiliedig ar 3 gwaith y llwyth statig safonol, sef 4.5 t; L yw hyd y trawst, mm.
Felly, y straen mewnol q yw:
Mae'r fformiwla cyfrifo straen fel a ganlyn:
Yr eiliad uchaf yw:
Gan gymryd gwerth absoliwt y foment, m = 274283 n · mm, y straen uchaf σ = m/(1.05 × w) = 18.78 MPa, a'r gwerth straen uchaf σ <215 MPa, sy'n cwrdd â'r gofynion.
3.3 Nodweddion Cysylltiad gwahanol gydrannau
Mae gan aloi alwminiwm briodweddau weldio gwael, a dim ond 60% o gryfder y deunydd sylfaenol yw ei gryfder pwynt weldio. Oherwydd gorchudd haen o al2O3 ar wyneb aloi alwminiwm, mae pwynt toddi Al2O3 yn uchel, tra bod pwynt toddi alwminiwm yn isel. Pan fydd aloi alwminiwm wedi'i weldio, rhaid torri'r Al2O3 ar yr wyneb yn gyflym i berfformio weldio. Ar yr un pryd, bydd gweddillion Al2O3 yn aros yn yr hydoddiant aloi alwminiwm, gan effeithio ar strwythur yr aloi alwminiwm a lleihau cryfder y pwynt weldio aloi alwminiwm. Felly, wrth ddylunio cynhwysydd holl-alwminiwm, mae'r nodweddion hyn yn cael eu hystyried yn llawn. Weldio yw'r prif ddull lleoli, ac mae'r prif gydrannau sy'n dwyn llwyth wedi'u cysylltu gan folltau. Dangosir cysylltiadau fel riveting a strwythur dovetail yn Ffigurau 5 a 6.
Mae prif strwythur y corff blwch holl-alwminiwm yn mabwysiadu strwythur gyda thrawstiau llorweddol, pileri fertigol, trawstiau ochr, a thrawstiau ymyl yn cyd-gloi â'i gilydd. Mae pedwar pwynt cysylltu rhwng pob trawst llorweddol a philer fertigol. Mae gasgedi danheddog wedi'u gosod ar y pwyntiau cysylltu i rwyllo ag ymyl danheddog y trawst llorweddol, gan atal llithro i bob pwrpas. Mae'r wyth pwynt cornel wedi'u cysylltu'n bennaf gan fewnosodiadau craidd dur, wedi'u gosod â bolltau a rhybedion hunan-gloi, a'u hatgyfnerthu gan blatiau alwminiwm trionglog 5mm wedi'u weldio y tu mewn i'r blwch i gryfhau'r safleoedd cornel yn fewnol. Nid oes gan ymddangosiad allanol y blwch bwyntiau cysylltu na chysylltiad agored, gan sicrhau ymddangosiad cyffredinol y blwch.
3.4 SE Technoleg Peirianneg Cydamserol
Defnyddir technoleg peirianneg cydamserol SE i ddatrys yr helyntion a achosir gan wyriadau maint cronedig mawr ar gyfer paru cydrannau yn y corff bocs a'r anawsterau wrth ddod o hyd i achosion bylchau a methiannau gwastadrwydd. Trwy ddadansoddiad CAE (gweler Ffigur 7-8), cynhelir dadansoddiad cymhariaeth â chyrff blwch wedi'u gwneud haearn i wirio cryfder a stiffrwydd cyffredinol y corff bocs, dod o hyd i bwyntiau gwan, a chymryd mesurau i optimeiddio a gwella'r cynllun dylunio yn fwy effeithiol .
Effaith Pwysau Goleuadau Tryc Blwch Alloy Alwminiwm
Yn ogystal â'r corff bocs, gellir defnyddio aloion alwminiwm i ddisodli dur ar gyfer gwahanol gydrannau o gynwysyddion tryciau math blwch, megis gwarchodwyr llaid, gwarchodwyr cefn, gwarchodwyr ochr, cliciedi drws, colfachau drws, ac ymylon ffedog gefn, gan gyflawni gostyngiad pwysau o 30% i 40% ar gyfer y compartment cargo. Dangosir yr effaith lleihau pwysau ar gyfer cynhwysydd cargo gwag 4080mm × 2300mm × 2200mm yn Nhabl 6. Mae hyn yn sylfaenol yn datrys problemau pwysau gormodol, diffyg cydymffurfio â chyhoeddiadau, a risgiau rheoleiddio compartmentau cargo traddodiadol o ran haearn.
Trwy ddisodli dur traddodiadol ag aloion alwminiwm ar gyfer cydrannau modurol, nid yn unig y gellir cyflawni effeithiau ysgafn rhagorol, ond gall hefyd gyfrannu at arbedion tanwydd, lleihau allyriadau, a gwell perfformiad cerbydau. Ar hyn o bryd, mae yna farnau amrywiol ar gyfraniad ysgafn i arbedion tanwydd. Dangosir canlyniadau ymchwil y Sefydliad Alwminiwm Rhyngwladol yn Ffigur 9. Gall pob gostyngiad o 10% ym mhwysau cerbydau leihau'r defnydd o danwydd 6% i 8%. Yn seiliedig ar ystadegau domestig, gall lleihau pwysau pob car teithiwr 100 kg leihau'r defnydd o danwydd 0.4 L/100 km. Mae cyfraniad ysgafn i arbedion tanwydd yn seiliedig ar ganlyniadau a gafwyd o wahanol ddulliau ymchwil, felly mae rhywfaint o amrywiad. Fodd bynnag, mae pwysau ysgafn modurol yn cael effaith sylweddol ar leihau'r defnydd o danwydd.
Ar gyfer cerbydau trydan, mae'r effaith ysgafn hyd yn oed yn fwy amlwg. Ar hyn o bryd, mae dwysedd ynni uned batris pŵer cerbydau trydan yn sylweddol wahanol i ddwysedd cerbydau tanwydd hylif traddodiadol. Mae pwysau'r system bŵer (gan gynnwys y batri) o gerbydau trydan yn aml yn cyfrif am 20% i 30% o gyfanswm pwysau'r cerbyd. Ar yr un pryd, mae torri trwy dagfa berfformiad batris yn her fyd -eang. Cyn bod datblygiad arloesol mawr mewn technoleg batri perfformiad uchel, mae pwysau ysgafn yn ffordd effeithiol o wella ystod mordeithio cerbydau trydan. Am bob gostyngiad 100 kg mewn pwysau, gellir cynyddu'r ystod fordeithio o gerbydau trydan 6% i 11% (dangosir y berthynas rhwng lleihau pwysau ac ystod mordeithio yn Ffigur 10). Ar hyn o bryd, ni all yr ystod fordeithio o gerbydau trydan pur ddiwallu anghenion y mwyafrif o bobl, ond gall lleihau pwysau gan swm penodol wella'r ystod fordeithio yn sylweddol, gan leddfu pryder yr ystod a gwella profiad y defnyddiwr.
5.Conclusion
Yn ychwanegol at strwythur all-alwminiwm y tryc blwch aloi alwminiwm a gyflwynir yn yr erthygl hon, mae yna wahanol fathau o lorïau blwch, fel paneli diliau alwminiwm, platiau bwcl alwminiwm, fframiau alwminiwm + croen alwminiwm, a chynhwysyddion hybrid hybrid alwminiwm haearn-alwminiwm . Mae ganddynt fanteision pwysau ysgafn, cryfder penodol uchel, ac ymwrthedd cyrydiad da, ac nid oes angen paent electrofforetig arnynt ar gyfer amddiffyn cyrydiad, gan leihau effaith amgylcheddol paent electrofforetig. Yn sylfaenol, mae'r tryc blwch aloi alwminiwm yn datrys problemau gormod o bwysau, diffyg cydymffurfio â chyhoeddiadau, a risgiau rheoleiddio adrannau cargo traddodiadol wedi'u gwneud â haearn.
Mae allwthio yn ddull prosesu hanfodol ar gyfer aloion alwminiwm, ac mae gan broffiliau alwminiwm briodweddau mecanyddol rhagorol, felly mae stiffrwydd adran cydrannau yn gymharol uchel. Oherwydd y croestoriad amrywiol, gall aloion alwminiwm gyflawni'r cyfuniad o swyddogaethau cydran lluosog, gan ei wneud yn ddeunydd da ar gyfer pwysau ysgafn modurol. Fodd bynnag, mae cymhwyso aloion alwminiwm yn wynebu heriau fel gallu dylunio annigonol ar gyfer adrannau cargo aloi alwminiwm, materion ffurfio a weldio, a chostau datblygu a hyrwyddo uchel ar gyfer cynhyrchion newydd. Y prif reswm o hyd yw bod aloi alwminiwm yn costio mwy na dur cyn i ecoleg ailgylchu aloion alwminiwm ddod yn aeddfed.
I gloi, bydd cwmpas cais aloion alwminiwm mewn automobiles yn dod yn ehangach, a bydd eu defnydd yn parhau i gynyddu. Yn y tueddiadau cyfredol o arbed ynni, lleihau allyriadau, a datblygiad y diwydiant cerbydau ynni newydd, gyda'r ddealltwriaeth ddyfnach o briodweddau aloi alwminiwm ac atebion effeithiol i broblemau cymhwysiad aloi alwminiwm, bydd deunyddiau allwthio alwminiwm yn cael eu defnyddio'n ehangach mewn ysgafn modurol.
Golygwyd gan May Jiang o Mat Alwminiwm
Amser Post: Ion-12-2024
