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正确的腐蚀保护可以节省材料

2020-08-07

近年来,轻型建筑的主题已广泛应用于各个行业。这包括汽车行业。为了使汽车更轻,更高效,更环保,人们一直在寻求新的材料,形式或解决方案。锌鳞片系统为汽车零件提供长期的腐蚀防护,并有助于减轻车辆的整体重量。

诸如底盘控制臂之类的汽车中的悬挂部件通常尺寸过大。这意味着它们从一开始就具有一定的风险溢价,而风险溢价已经包括潜在腐蚀造成的损坏。日常工作和长期防腐保护技术的发展使人们开始思考,通过减少壁厚可以使部件的理论重量减轻多少。因此,我们来研究底盘控制臂的简化示例。

减少板厚的模拟防腐蚀检测:

研究结果令人印象深刻:从理论上讲,可以减少多达30%的质量。如何确定这个数字?使用各种实验,例如伦纳德·欧拉屈曲测试。

简化控制臂

为研究目的而创建的简化控制臂:U形截面,厚度2.6毫米(长度300毫米)。

第一步,使用有限元方法确定简化模型(以钢U型材形式)在屈曲载荷下当前薄板厚度为2.6 mm时的行为。这意味着在模拟模型构造中,U型材沿其纵向方向被压缩,直到弯曲。U型材以49.2 kN的力弯曲。OEM的规格(取决于车辆型号)仅为大约。35千牛。尺寸过大在这里已经很明显。因此,第二步是研究在给定的屈曲载荷至少为35 kN的情况下,可以在不忽略所需屈曲强度的情况下减小U型材的板厚。仿真表明,U型材的板材厚度可以减小到2mm。2毫米完全符合所需的屈曲强度。这意味着质量可以最大减少30%。

符合机械性能:

在研究范围内,还通过三点弯曲防腐蚀检测(基于DIN EN ISO 14125)研究了腐蚀对机械性能的影响。

三点弯曲防腐蚀检测

在不同的三点弯曲防腐蚀检测中评估了承受屈曲载荷所需的1.95 mm的最小金属厚度。

弯曲防腐蚀检测几乎没有显示带有安全垫的试样与2毫米厚的U型材之间的任何偏差。如果没有腐蚀的危险。

首先,计算轮廓的最小弯曲刚度。参考板的厚度为2 mm厚的轮廓,其弯曲刚度为3.1 kN / mm。然后,对型材进行涂覆:2 mm厚的U型材具有高性能锌片状底漆和面漆,2.6 mm厚的U型材具有磷酸盐和随后的阴极浸涂表面。然后,使试样在屈曲区域受到石材冲击(符合EN ISO 20567),并施加三个腐蚀应力:盐雾试验(符合DIN EN ISO 9227),加速腐蚀试验II(ACT) II)和VDA测试(符合VDA 233-102)。

锌鳞片涂层:低壁厚且组件性能相同

结果很清楚:在所有三个腐蚀测试中,涂有锌片系统的2 mm壁厚试样均未出现红锈病。在盐雾测试中达到了1000小时,在气候变化测试中每个实现了六个周期。同时,在三点弯曲测试中,无论有载还是无载,弯曲刚度都在3.2至3.4 kN / mm之间。通过比较:2.6毫米厚的U型材在同一时间显示出可识别的红锈病现象,并且空载的弯曲刚度约为。加载后为4 kN / mm,值在3.8至3.9 kN / mm之间。

控制臂在拉力载荷

真正的控制臂在拉力载荷下的局部最大拉力测量值。

有效的涂层系统减轻了重量:

由研究表明:在实践中计划将另外的0.6 mm作为安全组件,可以通过有效的腐蚀防护来节省。显然,这也会降低屈曲强度。因此,有效的腐蚀防护可同时满足不同的腐蚀性能和机械性能要求,并可节省约30%的总成本。对于轻型建筑的未来而言,前景广阔!

 

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