새로운 회사에 대한 허친슨 산업 교통 시스템 제공 업체 보고서에 따르면. 푸조 208 FE 전면 및 후면 유리 섬유 강화 복합 재료 개발, 하이브리드 전기 자동차의 개념을 기존의 금속에서 1.9L의 100km 당 휘발유 소비 축 / 서스펜션 시스템은 중량 20.4 kg의 무게를 줄이고, 복합 재료를 기반으로하는 시스템으로 이동, 또는 약 40 % 감소합니다. 푸조 자동차 회사와이 차를 디자인 허친슨의 모회사 총 (파리, 프랑스) 협력, 분명히 '90g 이하의 킬로미터 당 2,020, CO2 배출량'엄격한 유럽의 규제에 대한 요구 사항을 충족하기 위해 실현 가능한 방법을 탐구, 208 FE 쉬운이 표준에 도달하기 위해, 그것은 도입, 각 Km의 CO2 배출량은 49g으로 순수한 (플러그인이 아닌) 하이브리드 전기 자동차의 경우 세계적인 기록입니다.
허치슨 복합 프론트 액슬 서스펜션 블레이드 개략도
자동차 용 재료 제제 회사 및 진동으로, 레일 및 항공 우주 산업 허친슨은 208 FE 차축의 설계 경험을 이용하여 기술 제조업체 제어한다. 이러한 축 구조 허친슨 복합 심재는 '다기능 매달려라고 홀더 블레이드 '설계 기능이 같이 네 가지 중요한 기능에 통합 부재 - 서스펜션 스티어링 진동 / 소음 및 개발 중에 티롤 설계 엔지니어 / 12이 제거 통합. 스프링, 스프링 시트, 안티 롤 바, 안티 롤 바 액세서리, 안티 롤 바 커넥팅로드 및 포크 암 (스티어링 부품) 부품을 포함한 구성 요소.
Peugeot 208 FE는 약 50 %의 단방향 에폭시 / 유리 섬유 (푸조의 사진)로 제작 된 전방 및 후방 차축 장치가 장착 된 하이브리드 컨셉트 카이며,
비교 금속 현탁액 복합 블레이드 설계 중량 20.4 kg (40 %)을 감소시킨다.이 과정에서, 설계 엔지니어는 통합 또는 부재 (12) (이미지 푸조)를 제거 할 수있다
새로운 서스펜션은 실제로 20 년 전에 다른 유럽 자동차 메이커를 위해 생산 된 허치슨 (Hutchinson) 구성 요소에서 유래했다고 Hutchinson Composite Technology Center ( "CTeC")의 기술 이사 인 Bertrand Florentz가 회상합니다. 생산에 들어갈 준비가되었지만 전통적인 철제 서스펜션에 대한 선호로 인해 생산 계획은 결국 취소되었습니다. 2020 년의 더 엄격한 배출 기준이 임박 했으므로 회사의 불이행은 처벌에 직면 할 것이므로 오늘날의 자동차 제조업체 시장 상황의 엄청난 변화에 직면하고 있습니다. 같은 시간, 허친슨 서스펜션 응용 프로그램 경험의 초기 축적뿐만 아니라 신속하게 푸조 208 FE 새로운 독특한 디자인 개발 요구 사항에 응답합니다.
자동차 서스펜션을 설계 할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은이 부품 조립품이 정적 하중 (자동차의 고정 중량)과 동적 하중 (작동 중 생성 됨)을 견딜 수 있어야한다는 것입니다. 이는 3 개의 공간 샤프트 전체에 분산 된 인장력 , 압축 및 전단력 (예 : 종 방향, 수직 및 횡 방향 하중) 운전시 차량의 정적 하중의 최대 5 배까지 동적 하중을 견딜 수 있으므로 핵심 구조 치수 및 부품의 전체 설계 동적 부하는 중요한 고려 사항입니다.
이러한 다중 축 하중에 대응하여 Hutchinson의 최초의 '그랜드'설계는 균일 한 빔 분포를 갖는 직교 모델을 사용하여 주 현가 구조물을 시뮬레이션하는 것이 었습니다. 자동차의 기본적인 정적 하중 요구 사항을 충족시키는 데 필요한 국부적 인 견고한 기능.
재료의 기계적 특성과 열적 특성이 세 개의 서로 수직 인 방향으로 독특하고 독립적 인 경우, 그것은 직교 재료입니다. 반대로 등방 재료의 속성은 모든 방향에 있습니다 또한, 재료는 균일 한 (균질 한) 또는 비 균질 (불균일 한) 미세 구조를 가질 수 있습니다. 압연 강과 같은 재료는 자연적인 사방 정계 이방성 및 동질성입니다 (균등성.) 균일 한 직교 합성물을 설계하는 열쇠는 동일한 '미세 구조'(즉, 여기의 에폭시 소재)와 대부분의 단방향 유리 섬유 , 설계 엔지니어가 유한 요소 해석 (FEA)을 사용하여 특정 부품을 추가하거나 제거하여 부품을 모델링 할 수있는 라미네이트 구조를 만들기 위해 두께와 방향이 다른 라미네이트 구조 3 개의 독립적 인 축 변형 및 하중 문제를 처리하기위한 보강재 영역.
따라서 설계 과정의 두 번째 단계는 허치슨 연구소 (Hutchinson Research Center)에서 서스펜션에 대한 자세한 유한 요소 시뮬레이션을 수행하는 것이 었습니다. 여기서 시뮬레이션은 복합 블레이드의 강성을 모방하고 상세한 라미네이트 구조를 제공합니다. 패브릭의 방향 및 국부적 인 두께. 결과적으로, 3 개의 적층 구조를 갖는 블레이드 디자인이 얻어진다. 즉, 볼 조인트가 여기에서 칼럼과 함께있는 적층 구조 (더 두껍고, 두 개의 측면 중간에 연결된 고무 스틸 샤프트 브래킷에 적층 구조가 설치되고 적층 구조 셋째, 스텐트 (얇고 특별한 스페리 컬) 서스펜션의 수직 강성이 중간 부분 사이에서 보장됩니다.
FE 시뮬레이션에서 고려되는 하중 유형은 수직 하중 (대칭 및 비대칭), 종 방향 하중, 측면 하중, 코너 하중, 측면 충격 하중 및 피로 하중입니다. 시뮬레이션은 블레이드 강성, 변위 및 Kinematics뿐만 아니라 수지 및 섬유의 국부 응력 및 변형을 측정 한 다음 필요한 '재료 불량'요인을 포함하여 실험실에서 파생 된 재료 허용량과 응력 및 변형률을 비교합니다.
병렬 개발 과정에서 연구자들은 적층형 샘플과 처녀 수지를 사용하여 수지 이동 성형 (RTM), 전체 반응열, 시차 주사 열량계 (DSC), 접촉각 측정 및 동적 기계 분석 (DMA)에 의해 얻어진 측정으로부터 열팽창 및 열 수축 (3 축 방향 모두) 및 섬유 농도 등을 계산한다. 이 데이터를 사용하여 현탁 블레이드의 점탄성 모델을 생성 한 다음 ABAQUS 유한 요소 분석 소프트웨어 (Dassault Systèmes, Waltham, Mass.)로 가져 왔습니다. 열역학적 분석을 사용하여 성형 공정 중 가열을 결정했습니다 그리고 부품이 정상적으로 생산 된 금형 및 장비에 지속적으로 형성되는 것을 보장하면서 부품 설계가 완료된 후 가공 조건을 최적화하기 위해 경화 사이클 중 기계 변형 및 잔류 응력을 계산하고 예측합니다.
이전 디자인 허친슨 복합 푸조 208 FE, 뒷축하지만 조향 프론트 액슬 원소의 첨가되지만보다 복잡한. 호형 블레이드 주요 구조 보강 유리 섬유와 최종 현탁액 및 두께 범위를 갖는다 12 ~ 15mm, 140mm, 약 315mm 딥 활 약 1.2M, 공칭 폭의 블레이드 길이의 50 % 이상의 섬유 부피 함량 간의. 복합체의 샤프트 / 서스펜션 디자인 상기 모든 성분을 제거하는 공정에서 같은 전통적인 금속 현탁액의 모든 특징을 통합한다 : 그 압축 전 형상의 조립시 원 호형 블레이드 서스펜션은 차량에 장착하고, 선단의 단면 차량 폭 흡수 스프링 단일 채널 같다 진동 복합 블레이드는 복합 블레이드의 각 측면에서 자동차 몸체 (BIW)에 각각 연결 (수직 1 개, 수직 1 개)됩니다. 도로 진동에 따라 블레이드가 구부러 지거나 압축되면, 고정 장치 사이의 횡축으로 늘어나야합니다.이 횡 방향 확장을 수용하기 위해 고무베이스는 필요한 측면 변위 복원력을 제공하면서 도로 진동과 소음을 추가로 필터링합니다.이 경첩은 하부 케이스의 각면에 스틸 블레이드의 한 쌍으로 캡슐화.
각 팁은 스틸 볼에 연결되어 있으며, 스틸 볼은 진동 흡수 장치를 통해 차량에로드되는 커넥팅로드 (로드)에 연결되며이 지점에서 블레이드는 최대 하중을받습니다. 이 고유 한 굴곡 강성 및 고정 대칭으로 인해 앤티 롤 바의 기능을 앤티 롤 바 (anti-rolling) 자체로 대체하여 블레이드 디자인에이 영역을 추가로 향상 시켰습니다. 좌측 차륜 위쪽으로 이동할 때 실제로, 변형의 대칭성에 근거하여, 오른쪽 바퀴는 실제로 정의 티롤 스티어링 연결되어 있고 블레이드가 종래부터 대차 휠을 왼쪽으로 접속되고 분리되는 상향 이동 오른쪽 연결로드 및 직접 회전.
Florentz는 복합 샤프트 / 서스펜션을 설계하고 제작하는 데는 동일한 금속 부품을 설계하는 데 엔지니어링 노력이 적어도 5 배는 필요하지만 어떤면에서는 스틸 방대한 양의 테스트 데이터와 검증 된 데이터를 가진 전통적인 소재로서 복합 부품의 경우, 레이어별로 노화, 시뮬레이션 및 후 처리가 이루어진 후에 재료의 최종 특성을 얻어야합니다. 유사한 응용 프로그램에서 복합 소재를 사용하는 경우 재료, 하나의 프로젝트에서 다른 프로젝트로 재료 인증, 테스트 및 시뮬레이션을 전달함으로써 추가 엔지니어링 개발 시간의 대부분을 없앨 수 있다고 가정하는 것이 안전합니다.
프랑스 파리 JEC 2015에서 허치슨 부스의 하이라이트는 정지였습니다.
JEC 2015에서 방문객들은 전시 된 서스펜션 시스템에서 서스펜션 설계가 스프링 블레이드 구조와 프론트 서스펜션의 조향 기능을 어떻게 분리 하는지를 명확하게 볼 수있었습니다
이 기술은 여전히 개념적으로 여겨지 긴하지만,이 응용 분야는 우리의 관심과 잠재력을 필요로합니다. 오래 전부터 복합 재료는 오랫동안 상업용 차량의 구조적 응용에 적합하지 않다고 여겨져 왔기 때문에 복합 산업은 많은 어려움을 겪었습니다 금속을 대체 할 복합 재료의 잠재력을 증명하고 자동차 제조업체와 소비자가 Hutchinson의이 방향으로 중요한 결정을 내린 결과 자신의 판단을 내릴 수 있다고 믿습니다.