Иднина на лесна конструкција Ефикасна и достапна - Извештај за иновации
Лесната конструкција е и ќе остане клучна технологија за бројни индустрии, од технологија за возила и авиони до бродоградба и патување во вселената. Во исто време, благодарение на пристапот за намалување на телесната тежина, тој нуди голем потенцијал за заштеда во однос на емисиите штетни за климата. Досега, релативно високите трошоци беа пречка.
Во проектот Алијанса на ЕУ, производителите на автомобили, добавувачи и истражувачки институции се собраа да го променат ова - координиран од Дајмлер и Институтот за структурна трајност и сигурност на системот Фраунхофер LBF.
Со оглед на климатските промени, важно е да се намалат штетните емисии од автомобилите. Еден пристап е да се намали нивната тежина - со други зборови, лесна конструкција. Досега, сепак, високата цена на компонентите стоеше на патот за употреба од големи размери, лесните компоненти се едноставно прескапи за евтините модели на автомобили. Ако преовладува лесната конструкција за повеќето инсталирани компоненти на автомобилот, завртката за цената мора да се сврти.
Намалете ги емисиите на СО2 за 25 проценти
Ова е токму она што го сторија бројни партнери во проектот Алијанса на ЕУ, скратено од AffordabLe лесни автомобили AlliaNCE: Тие оценија што е можно заштеда на трошоците и развија соодветни технологии. Вклучени беа шест познати производители на автомобили, шест добавувачи на компоненти и материјали и разни истражувачки институции.
Проектот беше координиран од Дајмлер и Институтот Фраунхофер за структурна трајност и сигурност на системот LBF во Дармштад. „Заедно успеавме да покажеме дека е можна ефтина лесна конструкција!“, Вели проф. Тило Беин, раководител на научен менаџмент во Фраунхофер ЛБФ. Како секретар на проектот, тој ги координираше партнерите, ги следеше резултатите, организираше состаноци и слично.
»Можевме да заштедиме над 30 проценти од тежината на одделните компоненти и со тоа да го намалиме нивниот удел во емисијата на СО2 за 25 проценти - со зголемување на трошоците за само 2,67 евра за заштеден килограм во просек по компонента, што е прифатливо за производителот на автомобили е. «Ако ги земете во предвид рамнотежата на СО2 и енергетскиот биланс од самиот почеток, трошоците може да се намалат уште повеќе, според резултатот од проектот.
Од дизајнот до процесот на приклучување
Истражувачите на Fraunhofer LBF не само што придонесоа за проектот во однос на координацијата, туку исто така придонесоа и за нивната сопствена истражувачка работа, на пример во дизајнот на компонентите. Ако користите нови материјали за производство на компоненти на автомобилот, параметрите како што се дебелината на wallидот, природната фреквенција на компонентите - што е важно за развој на бучава - или тежината мора да бидат повторно оптимизирани.
Ова често се прави со употреба на методот на конечни елементи: На пример, виртуелниот капак е поделен на многу мали единици и неговото физичко однесување потоа се пресметува и оптимизира. Сепак, овие модели се многу сложени. „Затоа, во Fraunhofer LBF развивме парамеризиран модел што исклучително ја поедноставува оваа постапка“, вели Беин.
Принцип: Експертите ја намалуваат комплексноста на моделот, додека се задржуваат параметрите како што се тежината, природната фреквенција или дебелината на wallидот. Тие го користат овој модел за оптимизација - што е многу полесно - и потоа ги пренесуваат резултатите назад во оригиналниот модел на конечни елементи.
„Оваа мулти-параметарска оптимизација може да се користи и во раната фаза на концепт и во подоцнежниот детален дизајн“, вели Бејн. Истражувачите веќе го тестираа нивниот метод во виртуелен демонстративен модул за предната компонента од Opel.
Резултат: чекорите на повторување во дизајнот се намалуваат, посакуваните параметри се подобро постигнати.
Проектот АЛИЈАНС исто така вклучи развој на соодветни процеси на спојување со цел цврсто и безбедно поврзување на лесните компоненти едни со други: Резултатот е 14 различни процеси на спојување. Експертите на Фраунхофер придонесоа за својата експертиза во тестирањето на замор. На пример, за хибридни процеси на спојување - занитвам во комбинација со лепење - тие подложија примероци слични на компоненти на разни циклични оптоварувања и испитаа колку врските ја издржуваат оваа постапка.
Истражувачите на Fraunhofer LBF извршија дополнителен тест за оперативната стабилност на пластичен под-под од Toyota. И двата теста дадоа добри резултати.
Проектот заврши. Дефинирани се дополнителни потреби за истражување од страна на конзорциумот - се подготвува проект за следење. „Резултатите ќе се влеат во развој на производи во текот на следните неколку години“, е сигурен Беин.