les fournisseurs de systèmes de transport Industries Hutchinson pour la nouvelle société a développé une Peugeot 208 FE avant et fibre de verre arrière matériau composite renforcé. Selon les rapports, ce concept de véhicule électrique hybride seulement de la consommation d'essence pour 100 km de 1.9L à partir d'un métal conventionnel système d'axe / suspension pour passer à un système à base de matériaux composites, ce qui réduit le poids de 20,4 kg, ou réduite d'environ 40% en poids. société Peugeot Motor et société mère de Hutchinson total (Paris, France) coopération, a conçu cette voiture d'explorer une manière possible de répondre aux exigences réglementaires européennes strictes en matière de « 2020, les émissions de CO2 par kilomètre de moins de 90g » évidemment, 208 FE facile à atteindre cette norme, il a été introduit, chaque Le Km d'émissions de CO2 est de 49g, ce qui est un record mondial pour un véhicule électrique hybride pur (non rechargeable).
Schéma de la lame de suspension de l'essieu avant composite Hutchinson
Étant donné que les entreprises de formulation des matériaux et des vibrations pour les industries automobile, ferroviaire et aéronautique contrôlent les fabricants de technologie, Hutchinson utilisant son expérience dans la conception de la 208 essieu FE. Matériau de noyau composite Hutchinson de ces structures d'axes est appelé un « accrochage multi-fonctionnel lame porte », comme ses caractéristiques de conception sont: un membre intégré dans quatre fonctions importantes - suspension, la direction, les vibrations / bruit, et l'anti-roulis au cours du développement, les ingénieurs de conception intègrent / 12 éliminés. Composants, y compris: ressort, siège à ressort, barre antiroulis, accessoires de barre stabilisatrice, bielle de barre stabilisatrice et composants de bras de fourche (pièce de direction).
Peugeot 208 FE, un concept-car hybride équipé d'essieux avant et arrière constitués d'environ 50% de fibre époxy / verre unidirectionnelle (photo de Peugeot)
suspension de métal par rapport, la conception de la lame composite réduit la 20,4 kg (environ 40%) en poids. Dans le procédé, les ingénieurs de conception peuvent intégrer ou d'éliminer l'élément 12 (Peugeot à partir d'images)
Cette nouvelle suspension il y a fait son origine dans une partie Hutchinson 20 ans pour les constructeurs automobiles européens une autre production. Hutchinson Composite Materials Technology Center (dénommé «ctec) directeur technique Bertrand Florentz a rappelé que lorsque la partie a prêt pour la production, mais en raison de la préférence pour la suspension classique en acier, le plan de production a finalement été annulé. avec les normes d'émissions plus strictes 2020 à mettre en œuvre, ne répondait pas à l'entreprise face à des sanctions, de sorte que les constructeurs automobiles d'aujourd'hui est confrontée à d'énormes changements dans les conditions du marché. en même temps, l'application anticipée de la suspension Hutchinson expérience accumulée, mais aussi de répondre rapidement aux nouvelles exigences uniques de conception Peugeot 208 FE développement.
Lors de la conception de suspension automobile, la première considération est que membre doivent résister ensemble de charge statique (poids du véhicule fixe) et de la charge dynamique (exécution), correspondant à une force de traction répartie à l'ensemble des trois axes de l'espace , les forces de compression et de cisaillement, à savoir longitudinal, les charges verticales et latérales lors de la conduite, il est soumis à des charges dynamiques jusqu'à 5 fois plus grande que la charge statique de la voiture, par conséquent, les dimensions critiques de la structure et la conception globale de l'élément La charge dynamique est un facteur important.
Le problème de charge multi-axial, « grand » conception initiale Hutchinson est l'utilisation du modèle de distribution de faisceau orthotrope pour simuler le système de suspension primaire. Ce faisceau modèle anisotrope orthogonal comme base de référence, qui permet aux ingénieurs Pour les caractéristiques rigides locales nécessaires pour répondre aux exigences de charge statique de base de la voiture.
Si les propriétés mécaniques et thermiques du matériau dans trois directions perpendiculaires entre elles est unique et indépendant, appartenant à la matière orthotrope. En revanche, les diverses propriétés du matériau isotrope dans toutes les directions ils sont les mêmes. en outre, un matériau peut avoir une microstructure (homogène) ou d'être homogène (uniforme) d'un matériau, tel que laminage, orthotrope naturel et l'homogénéité (uniformité). conception orthotrope un matériau composite homogène, la clé est d'utiliser le même « microstructure » (à savoir la matière est ici une résine époxy) et la plupart des fibres de verre unidirectionnelles , Une structure stratifiée qui varie en épaisseur et en orientation pour créer une structure stratifiée qui permettra aux ingénieurs de conception de modéliser la pièce en utilisant l'analyse par éléments finis (FEA) en ajoutant ou en soustrayant spécifique Région de matériau de renfort pour gérer une variété de trois problèmes de déformation et de charge de l'axe indépendant.
Ainsi, la deuxième étape du processus de conception est le centre de recherche de la suspension Hutchinson détaillée simulation par éléments finis. La simulation est faite ici pour imiter la raideur de la lame composite, et fournir une structure stratifiée détaillée, comprenant l'orientation et l'épaisseur locale du résultat de tissu, une conception à trois lame présente la structure stratifiée: une structure stratifiée, à chaque extrémité de la lame, cette articulation à rotule à la colonne (plus épaisse, et plus particulièrement, à la hauteur de la rigidité longitudinale de la roue de guidage est assurée) engagée; deux structure stratifiée de la couche, sont les deux faces de la partie médiane de l'arbre en acier est monté sur un support relié à la phase de caoutchouc, la structure laminée à trois couches, le support (plus mince, et particulièrement spécial On s'assure que la raideur verticale de la suspension) entre la partie médiane.
Les types de charges pris en compte dans la simulation EF sont la charge verticale (symétrique et asymétrique), la charge longitudinale, la charge latérale, la charge en coin, la charge latérale et la charge de fatigue. La simulation génère la rigidité de la pale, le déplacement et Cinématique, ainsi que les contraintes locales et les déformations dans la résine et la fibre, puis comparer la contrainte et la déformation avec les réserves de matériel dérivé de laboratoire, y compris le facteur de «défaillance matérielle» nécessaire.
Dans un processus de développement parallèle, les chercheurs ont procédé à une caractérisation complète des matériaux en utilisant des échantillons laminés et des résines vierges, avec des paramètres de processus spécifiques tels que le moulage par transfert de résine (RTM), la chaleur de réaction totale, La dilatation thermique et la contraction thermique (dans les trois directions axiales) et la concentration en fibres, etc. sont calculées à partir des mesures obtenues par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), mesure d'angle de contact et analyse mécanique dynamique (DMA) ces données sont utilisées pour générer un modèle viscoélastique de suspension de lame, et l'importer dans le logiciel d'analyse d'éléments finis ABAQUS (Dassault Systèmes, Waltham, Massachusetts). analyse thermodynamique a été utilisé pour déterminer le procédé de moulage à la chaleur les « points chauds » et de calculer et de prédire la déformation et la contrainte résiduelle au cours du cycle de durcissement résultant de la transformation, lorsque l'objet est d'optimiser les conditions de traitement après l'achèvement de composants de conception, tout en assurant un élément moulé continu obtenu dans l'outillage et l'équipement de production normale.
Bien que la conception précédente Hutchinson composite Peugeot 208 FE, l'essieu arrière, mais l'ajout de l'élément de pont avant pilotage plus complexe. La suspension finale avec une fibre de verre de renforcement structure principale en forme d'arc de la lame et a une plage d'épaisseur entre 12 ~ 15 mm, la teneur en volume de fibres de plus de 50% de la longueur de la lame d'environ 1,2 m, une largeur nominale de 140 mm, d'environ 315mm arc profond. dans le processus d'élimination de tous les composants ci-dessus, la conception arbre / suspension du composite intègre toutes les fonctions de suspension métallique traditionnel, par exemple: une suspension de la lame en forme d'arc pendant l'assemblage de la forme de pré-compression est montée sur la voiture, et la largeur transversale de voiture de l'extrémité avant comme un seul canal pour le ressort d'absorption Vibration: les lames composites sont chacune articulées (une verticale, une longitudinale) à la carrosserie d'une voiture (BIW) de chaque côté de la lame composite Lorsque la lame est pliée ou comprimée en réponse aux vibrations de la route, entre l'axe transversal est la fixation de forme allongée. pour accueillir cette étendant transversalement, à base de caoutchouc permet le déplacement latéral nécessaire de l'élastique, bien qu'ils puissent également les vibrations et le bruit LO filtrage supplémentaire. ceux-ci sont articulés Encapsulées dans une paire de lames en acier de chaque côté du fond du boîtier.
Chaque pointe est reliée à une bille d'acier qui, à son tour, est reliée à des bielles qui sont chargées sur le véhicule par des amortisseurs de vibration et à ces endroits, les lames sont soumises à une charge maximale et, par conséquent, Une amélioration supplémentaire de cette zone a été faite dans la conception de la lame en remplaçant la barre anti-roulis par la fonction anti-roulis elle-même, en raison de sa rigidité intrinsèque en flexion et de sa symétrie fixe. en effet, sur la base de la symétrie de la déformation, lorsque la roue gauche se déplace vers le haut, la roue droite est également déplacé vers le haut, qui est en fait relié à une direction anti-roulis définie et la lame est séparé classique, une roue de bogie est relié par la gauche, La bielle droite et tourner directement.
Florentz dit que la conception et la fabrication d'un arbre composite / suspension de l'effort d'ingénierie est au moins 5 fois la même conception des pièces métalliques. Mais dans un sens, le temps supplémentaire est nécessaire parce que l'acier en tant que matériau classique possède un grand nombre de données qualifiées et des données de test, mais pour une pièce en matériau composite, caractérisé en ce que la couche finale de matériau de la couche doit être soumis à un vieillissement, et après simulation de traitement final obtenu. supposant composé dans des applications semblables Les matériaux, il est sûr de supposer que la majeure partie de la durée supplémentaire de développement d'ingénierie peut être éliminée en raison de passer la certification matérielle, l'essai et la simulation d'un projet à l'autre.
Au JEC 2015 à Paris, en France, la suspension a été le point culminant du stand de Hutchinson
JEC 2015 exposition, les visiteurs peuvent voir clairement sur l'affichage de la conception de la suspension du système de suspension est de savoir comment structurer la feuille suspension avant ressort est séparé de la fonction de direction
Alors que la technologie est encore considéré comme conceptuel, mais cette application est digne d'attention et a le potentiel depuis longtemps, la structure composite de l'application a été considérée comme impropre pour les véhicules commerciaux, pour l'industrie des composites font beaucoup de dur les efforts pour prouver le potentiel des matériaux composites au lieu de métal. étape importante avec Hutchinson vers l'entreprise à cet égard, nous croyons que les constructeurs automobiles et les consommateurs peuvent faire leurs propres jugements.