تحقیق مقاله کاربرد پلاستیک در صنعت خودرو

کاربرد پلاستیک در صنعت خودرو

بر طبق اطلاعات واصله ازمرکز تحقیقات و هماهنگی332  (SFB 332 ) که توسط گروه DFG تاسیس شده است ، کاربرد پلاستیک با بافت تقویت شده FRP در زمینه های مختلف صنعتی توسط چندین موسسه وابسته به دانشگاه آچن مورد تقیق و بررسی قرار گرفته است .

کاربرد مواد با بافت تقویت شده یکی از مراحل پیشرفت وسایط نقلیه

یکی از مورادی که در این تحقیقات بر آن تاکید شده است ، کاربرد این نوع پلاستیک در صنعت خودرو است .

این مقایسه ، بر اساس نتایج حاصله از تحقیقات SFB 332 جایگاه کنونی مطالعات و بررسی های انجام شده در مورد کاربرد این نوع پلاستیک در صنعت را نشان می دهد . توجه اصلی به تحقیقات یاد شده ، معطوف به طراحی هایی با مواد دارای بافت تقویت شده ، در پیشرفت و توسعه وسایط نقلیه با استفاده از روش های عددی و تجربی است . عوامل بالقوه کاربرد این موارددر صنعت خودرو ، در آینده ای نزدیک طراحی و تهیه خواهند شد .

حوزه وسیع و آزاد طراحی

ترکیبات مواد دارای بافت تقویت شده ،محدوده ای وسیع و آزاد از نظر طراحی و ساختار دارند . خصوصیات مواد به کار رفته که در اندازه های متفاوت قابل تنظیم هستند . نوع بافت ، مواد ماتریسی ، ساختار لایه ای و غیره  مهم ترین نقش را در کاهش وزن و سازه در مقایسه با محصولات فلزی دارند .

در تحقیقات SFB 332 کاربردهای متفاوت پلاستیک های دارای بافت قوی ، بر ازجای بدنه و قطعات خودرو فورد بررسی قرار گرفته است . یافته های FRP در مورد این قطعات بر پایه یافته های طراحی فلزی موجود ، توسعه و گسترش یافت و طراحی های لازم انجام شده و نمونه های اولیه نیز ساخته شدند . به منظور بهره برداری کامل از عوامل بالقوه مواد در طراحی مدرن و پیشبرد آن در صنایع خودرو ، استفاده از روش های آنالیز عددی ، امری اجتناب ناپذیر به نظر می رسد . زمینه های کاربرد آنالیز عددی در SFB 332 از آنالیز ساختار فرعی تا طراحی کلی سیستم ، پیش رفت .

طراحی نمونه سازی در SFB 332

به منظور نمایش احتمالات موجود در FRB قطعات مورد نظر در طول دوره تحقیقات ، طراحی و نمونه سازی شدند . از اطلاعات به دست آمده ، در طراحی قطعاتی متفاوت استفاده شد . این مرحله شامل تمامی مراحل به هم پیوسته نظیر : طراحی تصویری ، شبیه سازی ، نمونه سازی و تهیه نمونه های آزمایشی طی دوره SFB بود .

همچنین ، نمایش کاهش وزن قطعه در مقایسه با قطعات ساخته شده برطبق استانداردهای موجود ، امکانپذیر بود. نمونه هایی از این نوع قطعات را در ذیل معرفی کرده ایم .

طی سالهای 1987 تا 1988 ، قطعاتی از دستگاه سورتمه ، ماشین بافندگی و قسمت هایی از جلوبندی خوردو ساخته شدند . تجزیه و تحلیل کامل شرایط کاربرد این قطعات ، شامل نیازهای دینامیکی بالا ، همراه با ایمنی بالا در زمان ایجاد ضربه و همچنین مزیت های خاص قطعات RFB ، باعث ایجاد تقاضاهایی در سطوح بالاتر شد (SFB 59) .

طی دوره بعدی از 1989 تا 1992 ، جلوبندی خودرو بهینه سازی شده و تعریف اولیه در مورد rim در طراحی CTS پایه گذاری و به صورت اصولی بررسی شد و میزان بارها طی انجام آزمون های انجام شده نشانگر نیازهای کاربردی لازم برای اندازه گیری قطعات بود . استفاده از روش محاسبات عددی ، باعث مشخص شدن مناطق تحت فشار و بار زیاد و بهبود آنها شد (SFB 92)  .

 در سالهای 1993 تا 1995 دانش اصول ساختارهای کره ای برای نمونه سازی قطعات به کار می رفت و طراحی های متعددی در FRP صورت گرفت . این موارد شامل : اکسل یک خودروی تجاری ، Shank bar و قطعات یک دستگاه اندازه گیری بود . ساختار طراحی ها طی این دوره ، بر محاسبات عددی درخصوص سختی ، قدرت و واکنش قطعات در انبساط حرارتی متمرکر بود (SFB 95) .

 طی سال های 1996 تا 1998 تحقیقات و بررسی ها در خصوص در جانبی نوعی خودرو متمرکز بودند . در مورد این قطعات متفاوت خودرو متمرکز بودند .در مورد این قطعات ، اندازه گیری بر پایه بارهای دینامیکی ، نقش مهمی را ایفا       می کرد . طی دوره بهینه سازی در خودرو ، بالا بردن میزان بازده واکنش در برابر جذب انرژی در طراحی ساختار FRP سطح ، امری بسیار مهم بود . برای حل این مسئله ، از روش های محاسبات هددی برای حصول به مشخصه های استاتیکی و دینامیکی قطعات استفاده شد .

طی دوره تحقیقات از سال 1999 تا 2000 مشکلات متعدد موجود در دوره های پیشین به تفصیل بررسی شد..

ساختار جلو بندی خودرو

یکی از اهداف تحقیقات در صنعت خودرو ، بهینه سازی ساختار جلوبندی خودروی سواری بوده . ساختار ایجاد شده دارای توانایی بالقوه برای کامل شدن بوده و نتیجه آن توسعه ساختار ترکیبی برای جذب نیروی وارده بر شاسی است . این ساختار برای جذب انرژی به هنگام تصادف به کار می رود و از آزمون های دینامیکی و آزمون های تصادف سر بلنرد بیرون آمده است . ارزیابی عملکردی کل ساختار در سیستم Ira Proving ground انجام شده است .

ریم بالانس کننده تایر

مطالعات امکان سنجی برای تعیین تاثیر دو طرح مختلف بر یکدیگر مفاهیم تولید بر خواص عملکردی  و نیز بررسی مفاهیم ساختاری منجر به بهبود Rim چرخ یا سیستم  Conti Tire شد . ساختار مارپیچی کامل و ساختار ترکیبی مارپیچی و پرس این ریم نیز تحت آزمایش قرار گرفتند .

اکسل Cosch

روش های مختلف تولید با هدف جایگزینی اکسل Coach فلزی با اکسل ترکیبات FRP بررسی شد . این کار ، در نهایت با استفاده از ترکیب دو فناوری مارپیچی و نواری صورت گرفت . از انجا که اکسل با بارها و فشارهای متفاوتی در تماس است عملکرد نیروها بویژه بر مدل های متفاوتی ازاکسل ،مورد آزمایش و ارزیابی قرار گفت. سپس ، هر یک از انها برای فرایند تولید ویژه بدنه اکسل بهینه سازی شده و با استفاده از تحلیل FE اندازه گیری و برای عملکرد نمونه های پروتو تایپ ، مورد آزمایش قرار می گرفت . در نهایت یک اکسل کامل به طور موفقیت آمیزی روی خودرو نصب شد.

در های جانبی خودرو تجاری

در های خودرو جزو عناصری هستند که می باستی در ضربات جانبی و جلویی استحکام ساختاری خوبی را از خود نشان دهند . طی دوره طراحی درها ، بررسی اولیه گسترده ای در خصوص ترکیبات ساختار FRP از لحاظ مفاهیمی ایمنی صورت گرفت و برای حصول به این هدف دو واژه متفاوت از FRP به صورت« ترموست » و « ترموپلاست » تعریف شد . در شکل( شماره 5 ) مدل ترموپلاست ، طراحی فشرده نشان داده شده است  PAT00 )). نتایج تحقیقات در بکارگیری FRP  در مورد موتور خودروها به شرح ذیل بیان شده اند :

طراحی و آزمون FRP

کاربرد موفقیت آمیز FRP در تعداد بسیاری از قطعات ، به نوع طراحی کاربرد ساختار نیرو بستگی دارد .

بنابراین ، طراحی قطعات  FRPبا استفاده از تجزیه و تحلیل عناصر متناهی ، نقش مهمی را در طول دوره  SFB ایفا کرد . این امر به دلیل تو.سعه روز افزون سخت و نرم افزاری حتی در پایان دوره نیز در حال افزایش بود . در این میان ، توصیف خواص مواد دارای قطبهای نا متقارن در علم شبه استاتیک و میزان بار از اهمیت بسزایی بر خوردار بود . این گونه نتایج عددی ، همواره با نتایج آزمون مقایسه شده است .