كاربرد پلاستيك در صنعت خودرو

بر طبق اطلاعات واصله ازمركز تحقيقات و هماهنگي۳۳۲ (SFB 332 ) كه توسط گروه DFG تاسيس شده است ، كاربرد پلاستيك با بافت تقويت شده FRP در زمينه هاي مختلف صنعتي توسط چندين موسسه وابسته به دانشگاه آچن مورد تقيق و بررسي قرار گرفته است .
كاربرد مواد با بافت تقويت شده يكي از مراحل پيشرفت وسايط نقليه

يكي از مورادي كه در اين تحقيقات بر آن تاكيد شده است ، كاربرد اين نوع پلاستيك در صنعت خودرو است .

اين مقايسه ، بر اساس نتايج حاصله از تحقيقات SFB 332 جايگاه كنوني مطالعات و بررسي هاي انجام شده در مورد كاربرد اين نوع پلاستيك در صنعت را نشان مي دهد . توجه اصلي به تحقيقات ياد شده ، معطوف به طراحي هايي با مواد داراي بافت تقويت شده ، در پيشرفت و توسعه وسايط نقليه با استفاده از روش هاي عددي و تجربي است . عوامل بالقوه كاربرد اين موارددر صنعت خودرو ، در آينده اي نزديك طراحي و تهيه خواهند شد .

حوزه وسيع و آزاد طراحي

تركيبات مواد داراي بافت تقويت شده ،محدوده اي وسيع و آزاد از نظر طراحي و ساختار دارند . خصوصيات مواد به كار رفته كه در اندازه هاي متفاوت قابل تنظيم هستند . نوع بافت ، مواد ماتريسي ، ساختار لايه اي و غيره مهم ترين نقش را در كاهش وزن و سازه در مقايسه با محصولات فلزي دارند .

در تحقيقات SFB 332 كاربردهاي متفاوت پلاستيك هاي داراي بافت قوي ، بر ازجاي بدنه و قطعات خودرو فورد بررسي قرار گرفته است . يافته هاي FRP در مورد اين قطعات بر پايه يافته هاي طراحي فلزي موجود ، توسعه و گسترش يافت و طراحي هاي لازم انجام شده و نمونه هاي اوليه نيز ساخته شدند . به منظور بهره برداري كامل از عوامل بالقوه مواد در طراحي مدرن و پيشبرد آن در صنايع خودرو ، استفاده از روش هاي آناليز عددي ، امري اجتناب ناپذير به نظر مي رسد . زمينه هاي كاربرد آناليز عددي در SFB 332 از آناليز ساختار فرعي تا طراحي كلي سيستم ، پيش رفت .

طراحي نمونه سازي در SFB 332

به منظور نمايش احتمالات موجود در FRB قطعات مورد نظر در طول دوره تحقيقات ، طراحي و نمونه سازي شدند . از اطلاعات به دست آمده ، در طراحي قطعاتي متفاوت استفاده شد . اين مرحله شامل تمامي مراحل به هم پيوسته نظير : طراحي تصويري ، شبيه سازي ، نمونه سازي و تهيه نمونه هاي آزمايشي طي دوره SFB بود .

همچنين ، نمايش كاهش وزن قطعه در مقايسه با قطعات ساخته شده برطبق استانداردهاي موجود ، امكانپذير بود. نمونه هايي از اين نوع قطعات را در ذيل معرفي كرده ايم .

    طي سالهاي ۱۹۸۷ تا ۱۹۸۸ ، قطعاتي از دستگاه سورتمه ، ماشين بافندگي و قسمت هايي از جلوبندي خوردو ساخته شدند . تجزيه و تحليل كامل شرايط كاربرد اين قطعات ، شامل نيازهاي ديناميكي بالا ، همراه با ايمني بالا در زمان ايجاد ضربه و همچنين مزيت هاي خاص قطعات RFB ، باعث ايجاد تقاضاهايي در سطوح بالاتر شد (SFB 59) .
    طي دوره بعدي از ۱۹۸۹ تا ۱۹۹۲ ، جلوبندي خودرو بهينه سازي شده و تعريف اوليه در مورد rim در طراحي CTS پايه گذاري و به صورت اصولي بررسي شد و ميزان بارها طي انجام آزمون هاي انجام شده نشانگر نيازهاي كاربردي لازم براي اندازه گيري قطعات بود . استفاده از روش محاسبات عددي ، باعث مشخص شدن مناطق تحت فشار و بار زياد و بهبود آنها شد (SFB 92) .

    در سالهاي ۱۹۹۳ تا ۱۹۹۵ دانش اصول ساختارهاي كره اي براي نمونه سازي قطعات به كار مي رفت و طراحي هاي متعددي در FRP صورت گرفت . اين موارد شامل : اكسل يك خودروي تجاري ، Shank bar و قطعات يك دستگاه اندازه گيري بود . ساختار طراحي ها طي اين دوره ، بر محاسبات عددي درخصوص سختي ، قدرت و واكنش قطعات در انبساط حرارتي متمركر بود (SFB 95) .
    طي سال هاي ۱۹۹۶ تا ۱۹۹۸ تحقيقات و بررسي ها در خصوص در جانبي نوعي خودرو متمركز بودند . در مورد اين قطعات متفاوت خودرو متمركز بودند .در مورد اين قطعات ، اندازه گيري بر پايه بارهاي ديناميكي ، نقش مهمي را ايفا       مي كرد . طي دوره بهينه سازي در خودرو ، بالا بردن ميزان بازده واكنش در برابر جذب انرژي در طراحي ساختار FRP سطح ، امري بسيار مهم بود . براي حل اين مسئله ، از روش هاي محاسبات هددي براي حصول به مشخصه هاي استاتيكي و ديناميكي قطعات استفاده شد .
    طي دوره تحقيقات از سال ۱۹۹۹ تا ۲۰۰۰ مشكلات متعدد موجود در دوره هاي پيشين به تفصيل بررسي شد..

ساختار جلو بندي خودرو

يكي از اهداف تحقيقات در صنعت خودرو ، بهينه سازي ساختار جلوبندي خودروي سواري بوده . ساختار ايجاد شده داراي توانايي بالقوه براي كامل شدن بوده و نتيجه آن توسعه ساختار تركيبي براي جذب نيروي وارده بر شاسي است . اين ساختار براي جذب انرژي به هنگام تصادف به كار مي رود و از آزمون هاي ديناميكي و آزمون هاي تصادف سر بلنرد بيرون آمده است . ارزيابي عملكردي كل ساختار در سيستم Ira Proving ground انجام شده است .
ريم بالانس كننده تاير

مطالعات امكان سنجي براي تعيين تاثير دو طرح مختلف بر يكديگر مفاهيم توليد بر خواص عملكردي و نيز بررسي مفاهيم ساختاري منجر به بهبود Rim چرخ يا سيستم Conti Tire شد . ساختار مارپيچي كامل و ساختار تركيبي مارپيچي و پرس اين ريم نيز تحت آزمايش قرار گرفتند .