新会社のハッチンソン産業交通システムプロバイダは、報告によると。プジョー208 FEフロントとリアのガラス繊維強化複合材料を開発しました、このハイブリッド電気自動車のコンセプト従来の金属から1.9Lの100キロあたりわずかガソリン消費量アクスル/サスペンション20.4キロの軽量化、複合材料に基づくシステムに移動するためのシステム、または重量で約40%削減。プジョーモーター会社とハッチンソンの親会社の合計(パリ、フランス)の協力、設計されたこの車明らかに「90グラム未満のキロあたり2020、CO2排出量」厳格な欧州の規制の要件を満たすために実行可能な方法を模索するために、208 FE簡単には、この標準に到達するために、それが導入された、各KmのCO2排出量は49gで、純粋な(プラグインではない)ハイブリッド電気自動車では世界記録を誇っています。

ハッチンソン複合フロントアクスルサスペンションブレード概略図
自動車用材料の配合企業や振動など、鉄道や航空宇宙産業は、ハッチンソンは208 FE車軸の設計での経験を使用して、技術のメーカーを制御する。これらの軸構造のハッチンソン複合コア材を「多機能ハングと呼ばれますホルダーブレード」、その設計上の特徴であるように:4つの重要な機能に統合体 - サスペンション、ステアリング、振動/騒音、および開発中のアンチロール、設計エンジニアは/ 12が除去統合します。スプリング、スプリングシート、アンチロールバー、アンチロールバーアクセサリー、アンチロールバーコネクティングロッド、フォークアーム(ステアリング部品)などのコンポーネント。

プジョー208 FEは、約50%の一方向性エポキシ/ガラス繊維(プジョーからの写真)でできた前後の車軸を備えたハイブリッドコンセプトカーで、

比較金属懸濁液、複合翼設計は重量20.4キロ(約40%)減少させる。プロセスにおいて、設計エンジニアは、(画像からプジョー)部材12を一体化または排除することができます
この新しいサスペンションは、実際には、欧州自動車工業のために20年前の部分に別の生産をハッチンソンを発した。ハッチンソン複合材料技術センター(「CTEC」という)テクニカルディレクターベルトランFlorentzは一部が持っているときことを想起しました生産のための準備ができて、しかし、より厳しい2020排出基準を実装すると、従来の鋼製のサスペンションの優先、生産計画が最終的に。キャンセルされた、同社は罰金に直面するだろう満たしていなかったので、そのように、今日の自動車メーカー同時に。市場環境の大きな変化に直面している、サスペンションハッチンソン蓄積された経験の早期適用するだけでなく、すぐに新しいプジョーは、独自の要件の開発208 FEを設計に応答します。
自動車用サスペンションを設計する際に、最初の考慮事項は、そのメンバは、すべての3つの空間軸に分配引張力に対応する静的荷重アセンブリ(固定された車両重量)と動的負荷(実行時)に耐える必要があります圧縮及び剪断力、すなわち、長手方向の縦と横荷重駆動する場合、それは車の静荷重、従って、重要な構造寸法および部材の全体的な設計よりも5倍まで動的負荷にさらされます動的な負荷が重要な考慮事項です。
多軸負荷のための問題は、「グランド」ハッチンソン初期設計エンジニアを可能にする一次サスペンションシステム。ベースラインとしてこのビームの直交異方性モデルをシミュレートする直交異方性光分布モデルを使用することです地元のために必要な剛性は、自動車の要件に基本的な静的負荷を満たすために。
材料の機械的性質および熱的性質が、3つの互いに垂直な方向に独特で独立している場合、これは異方性材料であるが、等方性材料の特性は全方向であるさらに、材料は、均質な(均一な)または非均質な(不均一な)微細構造を有することができる。圧延鋼のような材料は、天然斜方晶異方性および均質性である(均一性)均質な異方性複合材を設計するための鍵は、同じ「微細構造」(すなわち、材料、ここではエポキシ)およびほとんど一方向ガラス繊維、設計者が有限要素解析(FEA)を使用して部品をモデル化することを可能にするラミネート構造を作成するために、厚さおよび方向が変化するラミネート構造3つの独立した軸の変形と荷重の問題を扱う補強材の領域。
したがって、設計プロセスの第2ステップは、ハッチンソン研究センターでのサスペンションの詳細な有限要素シミュレーションを実行することでした。シミュレーションでは、複合ブレードの剛性を模倣し、織物の配向および局所的な厚さ。その結果、3つの積層構造を有するブレード設計が得られる。ここでは、ボールジョイントがここでは柱(より厚い、より具体的には、車輪ガイド)フェーズを確保するために縦剛性の高い程度で;両側の中央に接続されたゴム製のスチールシャフトブラケットに積層構造がインストールされて、積層構造3、ステント(薄く、特に特殊サスペンションの垂直剛性を保証することです)中間部分の間。
ペイロードの有限要素シミュレーションにおいて考慮タイプ、側面衝突荷重と疲労負荷シミュレーション出力は、すべての方向にブレードの剛性垂直荷重(対称および非対称)、縦荷重、横荷重、負荷角である、変位、及び運動学、および局所的な応力と繊維と樹脂の菌株。材料は、必要な「材料破壊」要因を含む、得られた値と比較し、次いで実験室許容応力と歪みでした。
並行開発プロセスでは、樹脂トランスファー成形(RTM)、トータルの反応熱などの特定のプロセスパラメータを用いて、ラミネートサンプルとバージン樹脂の両方を使用して材料を包括的に特性評価しました。熱膨張および熱収縮(すべての3つの軸方向)と他の繊維の濃度は、示差走査熱量測定(DSC)により算出される、接触角測定の測定値及び動的機械分析(DMA)は、アウト得これらのデータは、ブレードサスペンション粘弾性モデルを生成し、ABAQUS有限要素解析ソフトウェア(ダッソー・システムズ、ウォルサム、マサチューセッツ州)にインポートするために使用される。熱力学的解析は、熱成形プロセスを決定するために使用されましたオブジェクトは、通常の製造工具及び装置で得られた連続成形体を確保しつつ、設計コンポーネントの完了後の処理条件を最適化することである場合、計算及び処理に起因する硬化サイクル時の変形や残留応力を予測する「ホットスポット」と。
以前の設計ハッチンソン複合プジョー208 FE、リアアクスルが、ステアリングフロントアクスル元素の添加がより複雑。弧状ブレード主構造を強化ガラス繊維と最終懸濁液とは、厚さ範囲を有します12〜15ミリメートル、140ミリメートル、約315ミリメートル、深弓の約1.2メートル、公称幅のブレードの長さの50%以上の繊維体積含有率との間の複合の、シャフト/サスペンション設計上のコンポーネントのすべてを除去する過程でスプリングを吸収するための単一のチャネルとして、その圧縮前の形状の組立時弧状ブレードの懸濁液を車に装着され、フロントエンドのクロス車幅:従来のような金属懸濁液、のすべての機能を内蔵振動。ホワイト(BIW)で車体にヒンジゴムのペア(垂直、垂直)と接続することにより、ブレードの複合材料の各側の圧縮に応答または屈曲振動におけるブレードパスが2で発生横軸との間に固定長くなる。この横方向に延びる、ゴムベースを収容するために、彼らは振動や騒音LO追加のフィルタリングもよいが、弾性の必要な横方向の変位を提供する。これらがヒンジ結合されていますボトムケースの両側に鋼の刃の組にカプセル化。
各ボールジョイントは、先端に接続されている。これらは、ボールジョイント接続棒(ロッド)に接続された順番に、これらの連結ロッドは、これらの接続点における吸収によって車両に取り付けられ、ブレードので、最大の力荷重に耐えますブレード設計で、固定達成その曲げ剛性と対称に固有の置換アンチロールバー、ブレード自体は両方のアンチロール機能によって強化され、この領域には、追加します。左車輪が上方に移動したときに実際に、変形の対称性に基づいて、右輪はまた、実際に定義されたアンチロールステアリングに接続されており、ブレードは、従来から、台車の車輪が左を介して接続されている分離され、上方に移動します右連結ロッドを直接回転させます。
Florentzは、コンポジットシャフト/サスペンションの設計と構築には、同じ金属部品を設計するための工学的な努力の少なくとも5倍が必要ですが、ある意味ではスチール大量のテストデータと適格なデータを持つ従来の材料ではなく、複合部品の場合、レイヤーごとのエージング、シミュレーション、および後処理が得られた後、材料の最終的な特性評価を取得する必要があります。同様のアプリケーションマテリアルでは、1つのプロジェクトから別のプロジェクトへのマテリアル認証、テスト、およびシミュレーションを渡すことにより、エンジニアリング開発の時間を大幅に短縮できると仮定することは安全です。

フランスのパリで開催されたJEC 2015では、停止はハッチンソンのブースのハイライトでした

JEC 2015では、展示されたサスペンションシステムで、サスペンションの設計がスプリング・ブレード構造とフロント・サスペンションのステアリング機能をどのように分離するのかを明確に見ることができました
この技術は概念的なものと考えられていますが、このアプリケーションは注目を集め、潜在的な価値があります。長い間、コンポジットは商用車の構造用途には適していないと長い間考えられてきました。ハッチンソンのこの方向への重要なステップのおかげで、金属に取って代わる複合材料の可能性を証明し、自動車メーカーと消費者が独自の判断を下すことができると信じる。