Avtomobil to'qnashuvlarga chidamli tizimlar uchun materiallarni tanlash

Qisqacha

Avtomobillarning to'qnashuvni boshqarish tizimlari uchun materiallarni tanlash egallar xavfsizligini maksimal darajada oshirishga qaratilgan muhim muhandislik sohasidir. Ushbu jarayon asosan kuchli almashmoviy kuchlanishlar va to'qnashuv paytida ajoyib energiya yutish imkoniyatiga ega bo'lgan yuqori mustahkamlikdagi aluminiy qotishmalari va yangi kompozitsion materiallarni tanlashga qaratilgan. Bu materiallarga tayanab muhandislar bashar kabinalarining strukturaviy butuntsiligini saqlab turadigan, kinetik energiyani yutilayotgan paytda bashar kabina tuzilmasini saqlab turadigan qismlarni loyihalashtirish imkoniyatiga ega bo'ladi.

To'qnashuvni boshqarish tizimlari (TBT) rolini tushunish

Avtomobilning vujon qilishni boshqarish tizimi (CMS) — bu to'qnashuv paytida kinetik energiyani so'rash va tarqatish uchun mo'ljallangan, avtomobil haydovchisini himoya qiluvchi tuzilma komponentlarining integratsiyalangan to'plamidir. Asosiy funksiya transport vositasiga etkaziladigan zarorni oldini olish emas, balki avtomobil tuzilmasining bashorat qilinadigan tarzda deformatsiyalanishini nazorat qilish orqali yo'lovchi bo'limiga uzatiladigan kuchlarni kamaytirishdir. Bu nazorat qilinadigan vujon qilish zamonaviy avtomobil xavfsizligi muhandisligining asosiy tamoyilidir.

Odatda CMS bir nechta asosiy komponentlardan iborat bo'lib, ular hamkorlikda ishlaydi. Eng tashqi element odatda bumperli g'ildirak , kuchli, ko'pincha ekstruzyonlangan, bo'sh profil bo'lib, uning old qismi yoki orqa qismi bo'ylab ta'sir kuchlarini taqsimlaydi. Bumperli g'ildirak ortida to'qnashuv qutilari (vujon qiluvchi bankalar sifatida ham tanilgan), ular o'qiy yuk ostida akordeon singari vujon qilish uchun mo'ljallangan. Ushbu komponentlar asosiy energiya so'rgichlardir. Oxir-oqibat, kuchlar avtomobilga uzatiladi bo'ylama relslar , qattiq yo'lovchi xavfsizlik yacheykasidan qolgan energiyani yo'naltirib turadigan kanal. Aluminiy ekstruziyasi kengashi tomonidan tushuntirilganidek , ushbu yuk yo'nalishi ta'sir kuchlarini samarali boshqarish uchun e'tibor bilan ishlab chiqilgan.

CMS ning samaradorligi tez va sekin tezlikdagi ta'sirlarda muhim ahamiyatga ega. Jiddiy to'qnashuvlarda energiyani so'rash qobiliyati kichik jarohatlar hamda hayotga xavfli jarohatlarning o'rtasidagi farq bo'lishi mumkin. Past tezlikdagi voqealarda yaxshi ishlab chiqilgan CMS konstruktsiya shikastlanishini minimal darajada saqlab, ta'mirlashni soddaroq va arzonroq qiladi. Shu sababli, ushbu tizimlar uchun dizayn hamda materiallarni tanlash global xavfsizlik me'yori hamda iste'molchilarni sinov dasturlari, masalan Milliy avtomagistral xavfsizligi boshqarmasi (NHTSA) hamda Yo'lni xavfsizlashtirish bo'yicha sug'urta instituti (IIHS) tomonidan belgilangan qat'iy talablarga amal qiladi.

Barg'ishga chidamlilik uchun muhim material xususiyatlari

Avariyani boshqarish tizimi uchun materiallarni tanlash bir nechta muhandislik xususiyatlarini muvozanatlash zarurati bilan belgilangan juda tahliliy jarayondir. Yakuniy maqsad imkon qadar kamroq og'irlikdagi materiallarda maksimal miqdordagi energiyani so'rash imkonini beruvchi materiallarni topishdir. Bu xususiyatlar zamonaviy avtomashina xavfsizligi dizaynining asosini tashkil etadi.

Eng muhim xususiyatlar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Kuch va ogʻirlik nisbati: Bu ehtimol eng muhim xususiyatdir. Yuqori mustahkamlik-og'irlik nisbatiga ega materiallar transport vositasiga ortiqcha massani qo'shmasdan ta'sir kuchlariga zarur qarshilikni ta'minlaydi. Yengil avtomobillar yoqilg'ini tejashga qodir bo'ladi va boshqarish dinamikasini yaxshilaydi. Alyuminiy qotishmalari an'anaviy po'latga nisbatan sezilarli darajada og'irlikni kamaytirish imkonini beradi.
• Energiyani so'rash imkoniyati: Materialning energiyani so'rish qobiliyati uning sinmay plastik tarzda deformatsiyalanish qobilyatiga bog'liq. To'qnashuv paytida materiallar siqilish, egilish va bukilish orqali kinetik energiyani so'radi, transport vositasining sekinlashishini sekinlashtiradi va ichidagi odamlarga ta'sir qiluvchi G-kuchlarni kamaytiradi. To'qnashuv qutilari kabi komponentlarning dizayni aynan shu xatti-sharoitni maksimal darajada oshirish uchun maxsus ravishda optimallashtirilgan.
• Shakllanuvchanlik va shakllantiriluvchanlik: Shakllanuvchanlik — materialning uzilishidan oldin katta plastik deformatsiyaga uchrash qobiliyatini o'lchovchi ko'rsatkich. CMS (zarba boshqaruv tizimi) da shakllanuvchan materiallar muhim ahamiyatga ega, chunki ular sindirish o'rniga egiladi va bukiladi. Bu xususiyat shakllantiriluvchanlik bilan bevosita bog'liq — ya'ni materialni ekstruziya kabi jarayonlar orqali ko'p bo'shliqli tovarli tayoqcha yoki murakkab rejalashtirilgan rels kabi murakkab komponentlarga shakl berish osonligi.
• Korroziyaga qarshilik: Avariyaviy boshqaruv tizimlari ko'pincha ob-havo ta'siriga uchraydigan avtomashina qismlarida joylashadi. Korroziya materialning tuzilish mustahkamligini vaqt o'tishi bilan pasaytiradi va to'qnashuvda uning ishlashini buzadi. Alyuminiy kabi materiallar tabiiy ravishda himoya qiluvchi oksid qatlamini hosil qiladi, ajoyib korroziyaga chidamli bo'lib, uzoq muddatli chidamlilik va xavfsizlikni ta'minlaydi.

Hukmron material: Yaxshilangan alyuminiy qotishmalari

Yillar davomida yaxshilangan alyuminiy qotishmalari yuqori samarali avariyaviy boshqaruv tizimlari uchun tanlangan material bo'lib kelgan, ularning noyob xossalari to'plami bu afzallikni mustahkam qo'llab-quvvatlaydi. Shuningdek, SAE International texnik maqolasi alyuminiy qotishmalarining xususiyatlari arzon, yengil tuzilmalarni loyihalash imkonini beradi va ajoyib to'qnashuv energiyasini so'rash potensialiga ega. Bu ularni kuchli hamda yengil bo'lishi kerak bo'lgan komponentlar uchun ideal qiladi.

Ekstruziya jarayoni ayniqsa CMS komponentlarini ishlab chiqarish uchun muhim. Ekstruziya qattiqlik va boshqariladigan deformatsiyaga moslashtirilgan murakkab, ko'p bo'shliqli profillarni yaratish imkonini beradi. Ushbu dizayn moslashuvchanligini an'anaviy po'lat tikilishda erishish qiyin. Sanoat yetakchisi sifatida Hydro ta'kidlidi , ushbu noyob dizayn erkinligi, ilg'or qotishmalar bilan birlashgan holda, yuqori samarali halokat tizimlariga to'g'ridan-to'g'ri yo'l ochadi. Bunday aniq talablarni qo'yadigan avtomobil loyihalari uchun maxsus ishlab chiqaruvchilar muhim ahamiyatga ega. Masalan, aniq sozlangan komponentlarni talab qiladigan avtomobil loyihalari uchun ishonchli hamkor tomonidan yetkazib beriladigan maxsus aluminiy ekstruziyasini ko'rib chiqing. Shaoyi Metall Texnologiyasi tezkor prototiplash orqali tasdiqlash jarayoningizni tezlashtirishdan tortib, keng ko'lamli ishlab chiqarishgacha bo'lgan barcha bosqichlarni qamrab olgan, qat'iy IATF 16949 sertifikatlangan sifat tizimi doirasida boshqariladigan to'liq bir pog'onali xizmatni taklif etadi. Ular aniq belgilangan talablarga mos keladigan mustahkam, yengil va juda hamda maxsus buyumlarni yetkazib berishga ixtisoslashgan.

Muhandislar asosan ushbu sohalarda 6000-seriyali (AlMgSi) qotishmalardan foydalanadi. Ushbu qotishmalar mustahkamlik, moslashtiruvchanlik va chidamlilik uchun optimallashtirilgan bo'lib, shakllantirish hamda egish va payvandlash kabi keyingi ishlab chiqarish jarayonlari uchun ham yaxshi mos keladi. Halokatga chidamli markalar o'qqa parallel siqilish yuklarini so'rash uchun mo'ljallangan bo'lib, ular halokat qutilari uchun ajoyib tanlov bo'lib xizmat qiladi, boshqasida esa kuchni samarali uzatish talab etiladigan bagaj tirlari uchun mustahkamligi optimal darajada oshirilgan markalar qo'llaniladi. CMS tarkibidagi alohida vazifalarga qotishmalarni moslashtirish imkoniyati aluminiydan foydalanishning katta afzalligidir.

Yangi alternativlar: Kompozitsion materiallar va ilg'or po'latlar

Aluminiy hali ham yetakchi material bo'lib qolsa ham, transport vositasini yengillashtirish va xavfsizlik samaradorligini oshirish bo'yicha doimiy izlanishlar alternativ materiallarni tadqiq etishga olib kelgan. Ilg'or kompozitsion materiallar va keyingi avlod po'latlari ushbu yangilanishlarning oldingi qatorida turadi, ularning har biri o'ziga xos afzalliklar va qiyinchiliklarni taklif etadi.

Alyuminiy metall matritsali kompozitlar (MMK) va uglerod tolali kompozitlar ishlashda katta yutuqdir. Ushbu materiallar alyuminiy qotishmalarga qaraganda yana yuqori mustahkamlik-og'irlik nisbatini taqdim etishi mumkin, bu esa massani yanada kamaytirish imkonini beradi. Biroq, asosiy kamchiliklari tarixan yuqori material narxlari va murakkabroq, vaqt talab qiladigan ishlab chiqarish jarayonlaridan iborat bo'lgan. Shunday qilsa ham, ularning yuqori ishlashi maksimal og'irlikni kamaytirish muhim bo'lgan yuqori darajadagi avtomobillar va alohida dasturlar uchun ularni qo'llash imkonini beradi.

Yuqori mustahkamlikdagi ilg'or po'latlar (AHSS) ham kuchli raqobatbardoshlikni saqlab qolmoqda. Po'lat ishlab chiqaruvchilar turli xil AHSS markalarini ishlab chiqdilar, bu esa keng ko'lamli mustahkamlikni ta'minlab, oddiy po'latlarga nisbatan og'irlikni kamaytirish uchun ingichka materiallardan foydalanish imkonini beradi. Ko'pincha shunga o'xshash aluminiy qismlarga qaraganda og'iroq bo'lsada, AHSS mavjud ishlab chiqarish infratuzilmasidan foydalanadigan arzon yechim bo'lishi mumkin. Alyuminiy, kompozitlar va AHSS o'rtasidagi tanlov ko'pincha murakkab muhandislik hisob-kitoblariga bog'liq.

Quyida ushbu asosiy material toifalarining asosiy xususiyatlari jadvali keltirilgan.

Tanlov doirasi: Ish tezligi, narx va ishlab chiqarilish qobiliyatini muvozanatlash

Avtomobilning halokat boshqaruv tizimi uchun yakuniy material tanlovi bitta xususiyatga asoslanmaydi, balki ko'plab me'yorlarga asoslangan qaror qabul qilish jarayonining natijasidir. Muhandislar oxirgi zarrali ishlash, transport vositasini yengillashtirish maqsadlari, ishlab chiqarish murakkabligi va umumiy tizim narxi o'rtasidagi muvozanatni saqlash uchun ehtiyotkorlik bilan ish olib borishlari kerak. Bu butunlay yondashuv tanlangan yechim faqatgina xavfsiz emas, balki tijorat jihatdan ham amalga oshirilishi mumkinligini ta'minlaydi.

Qaror qabul qilish tizimi bir nechta asosiy jihatlarni o'z ichiga oladi. Avvalo, me'yoriy talablarga va tashkilot ichidagi xavfsizlik maqsadlariga asoslanib, ishlash ko'rsatkichlari belgilanadi. So'ng muhandislar son-sanoqsiz to'qnashuv simulyatsiyalarini o'tkazish uchun murakkab kompyuter yordamida loyihalash (CAE) vositalaridan foydalanadi. Bu simulyatsiyalar turli xil materiallar va dizaynlarning turli to'qnashuv vaziyatlarida qanday xatti-harakat qilishini modellashtiradi va jismoniy qismlar ishlab chiqarilishidan ancha oldin tezkor takrorlash va optimallashtirish imkonini beradi. Alyuminiy ariqsimon mahsulotlar kengashi aytishicha, CAE muhandislari ishonchli natijalarni olish uchun modellariga sifatli material ma'lumotlariga ega bo'lishlari zarur.

Birinchi navbatda simulatsiya orqali yaxshi dizaynlar aniqlanadi, so'ngra jismoniy tekshiruv o'tkaziladi. Bu tizim ishlanganidek ishlashini tekshirish uchun avtohalokat qutilarining o'qqa bo'ylik bo'roni kabi komponent darajasidagi sinovlar va butun avtomashina halokat sinovlarini o'z ichiga oladi. Oxir-oqibat, xarajatlar va ishlab chiqarilishi ham hisobga olinadi. Ba'zi materiallar yuqori samaradorlikni taqdim etishi mumkin, lekin agar ular juda qimmat bo'lsa yoki mutlaqo yangi ishlab chiqarish imkoniyatlari talab qilinsa, ular massaviy ishlab chiqarish uchun amalga oshirilmasligi mumkin. Optimal tanlov - bu ma'lum bir avtomobil dasturi chegaralarida barcha xavfsizlik me'yorida talablarga javob beradigan yoki ularni oshiradigan tanlovdir.

Halokat boshqaruvi materiallaridagi kelajak tendentsiyalari

Avtomobil to'qnashuvni boshqarish tizimlari uchun materiallarni tanlashning rivojlanishi materialshunoslik va ishlab chiqarishdagi yangiliklar bilan harakatlanadigan dinamik jarayondir. Asosiy muammo o'zgarmas: yengilroq, mustahkamroq va arzonroq, shu bilan birga ajoyib himoya ta'minlaydigan tizimlarni loyihalash. Kelajakka qaraganda, har birining eng yaxshi xususiyatlaridan foydalanish uchun alyuminiy, ilg'or po'latlar va kompozit materiallarning birgalikda ishlatiladigan ko'p materialli dizaynlarning integratsiyasi yanada keng tarqaladi. Bu moslashtirilgan yondashuv muhandislarga xavfsizlik tuzilmasining har bir qismini optimallashtirish imkonini beradi. Yakuniy maqsad ham o'rindiq egasi, ham piyodalarning avtomashina xavfsizligini oshirish uchun doimiy takomillashtirish tsiklini yaratishdir.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

1. Avtomobillarda yengil vazn yaratish uchun qanday materiallardan foydalaniladi?

Avtomobilni yengillashtirish transport vositasining umumiy massasini kamaytirish, shu tariqa yoqilg'i samaradorligi va ishlashini yaxshilash maqsadida turli xil materiallardan foydalanydi. Keng tarqalgan materiallarga korpus konstruksiyalari, panellar va boshqaruv tizimlaridagi avtohalokatlar uchun alyuminiy qotishmalari; press-terma mustahkam po'lat hamda boshqa ilg'or yuqori mustahkamlikdagi po'latlar; yuqori ishlash ko'rsatkichiga ega transport vositalaridagi konstruktiv komponentlar va korpus panellari uchun uglerod tolali kompozitlar; shuningdek, interyer panellari va tamponlar kabi no-konstruktiv qismlar uchun plastmassalar kiradi.

2. Transport vositasining halokat paytida xavfsizligini ta'minlovchi muhandislik va dizayn xususiyatlari qanday?

Avtomashinaning halokat paytida o'z ichiga olganlarni himoya qilish xususiyati yoki qobiliyati asosan ikkita omilga bog'liq: avtomashina tuzilishi va uning o'z ichiga olganlarni ushlab turish tizimlari. Halokat boshqarish tizimi hamda qattiq yo'lovchi xavfsizlik katakchasi jumlasida tuzilish, ta'sir energiyasini so'rash va o'tkazish uchun mo'ljallangan. Xavfsizlik belburlari hamda podushkalar kiruvchi o'z ichiga olganlarni sekinlashishini boshqarish va to'qnashuv paytida ichki sirtlar bilan aloqani minimal darajada saqlash uchun ishlaydigan ushlab turish tizimlari.