Компания Ford Motor сотрудничала с WMG, Warwick University, Gestamp и GRM Consulting, чтобы разработать легкую композитную заднюю подвеску для инновационного британского C-класса.
Благодаря уникальному внедрению углеродного волокна и использованию оптимизированной технологии и индивидуальным производственным процессам композитная задняя подвеска может быть уменьшена на 50% по сравнению с производимыми в настоящее время стальными компонентами.
Благодаря интегрированному применению передовых технологий обработки и технологии моделирования GRM Consulting, команда разработала первый в своем классе дизайн.
Конструкция компонента идеальна. В настоящее время производится производство и тестирование компонентов, с целью разработки крупномасштабного массового производства.
Композитный прототип троса
Стальной кулак - тяга
введение
Для того, чтобы соответствовать все более жестким правилам выбросов и требованиям клиентов для расширения спектра электромобилей, глобальная автомобильная промышленность активизирует усилия по достижению целей снижения веса.
Ford Motor Company запустила цикл разработки, переделав массовый стальной компонент подвески, чтобы сделать его легким компонентом для изготовляемого композита.
Выбранные детали демонстрируют противоречивые требования «минимальной жесткости и максимальной жесткости», «индекс потери устойчивости и индекс прочности».
Потеря веса этого конкретного опорного элемента без пружинного, и может улучшить относительную эффективность пружины заслонки, тем самым улучшая комфорт для пассажиров и работоспособность водителя.
Эта недавно разработанная составная часть оказалась пригодной для высокопроизводительных автомобилей класса C.
Деликатный и идеальный баланс между выбором материала и процесса приводит к общему времени производственного цикла всего за 5 мин.
Сотрудничество имеет важное значение
Эта история успеха является результатом двухлетнего проекта, финансируемого Innovate UK, и осуществляется группой организаций, включая Ford Motor Company, Gestamp, WMG, Warwick University и GRM Consulting.
Название проекта - «Подвесная легкая автомобильная подвесная система (называемая« CLASS »)».
Композитная технология неразрывно вошла в основную автомобильную инженерную практику из академических исследований и авиационной промышленности, чтобы компенсировать увеличение собственного веса электрических и автономных транспортных средств.
Для основной автомобильной промышленности в целом сложность композитных характеристик остается сложной задачей, которую необходимо преодолеть.
Хотя большое количество исследований было посвящено пониманию композиционных материалов как промышленного, так и академического уровня, искусство предсказания характеристик композиционных материалов все еще находится в зачаточном состоянии.
GRM Consulting имеет многолетний опыт разработки прогностических инструментов для структуры углеродных волокон в гоночных автомобилях. Компания внесла значительный вклад в этот проект, избегая традиционных методов и сокращая количество требуемых механических испытаний.
Используя программное обеспечение для оптимизации конечных элементов и проектирования VR & D Genesis, GRM Consulting применяет оптимизационный подход для снижения затрат и сокращения времени разработки без ущерба для производительности.
Для комбинации бесконечных ориентаций волокон, которые отвечают требованиям к нагрузке на жесткость и жесткость, необходимо понять точку отказа механизма. С этой целью WMG, Warwick University использует свое обширное понимание материального поведения и современных производственных единиц, чтобы сделать автомобильное шасси Gestamp, мировой лидер в производстве, сыграл важную роль в разработке компонентов для удовлетворения необходимых функциональных требований.
Метод проектирования
В ходе двухлетней разработки проекта дизайн таких составных деталей, от отдельных материалов до нескольких конструкций материалов, представлял проблемы для команд по производству и оптимизации.
Предварительная информация из книги показывает, что концепция легкого сустава для композитных материалов может быть реализована одним материалом, литьевым компаундом (SMC).
Тем не менее, долгосрочное инженерное расписание в конечном итоге привело к тому, что команда инженерного проектирования переместилась в различные материальные системы: слой препрега придает плоские механические свойства, необходимые там, где он расположен, а SMM overmolding позволяет создавать сложные геометрические детали и поверхности. Внешняя жесткость.
Этот одноосный и двуосный препрег в сочетании с SMC означает, что композитная часть может достигать механической прочности, жесткости и устойчивости.
Другие проблемы дизайна указывают на то, что при сохранении этого обзора дизайна необходимо вводить больше инноваций, не влияя на производство.
После обширной работы по моделированию и тестированию дизайн был завершен, что позволило оптимизировать и уточнить дизайн, чтобы соответствовать долговечности и целям NVH.
Конечный эффект снижения веса проекта заключается в том, что с той же функцией минимальная потеря веса составляет 30%, а максимальная потеря веса составляет 50%.
Инновационные технологии производства
Был разработан процесс формования, способный к массовому производству таких высокопрочных, сложных подвесных суставов. Во втором квартале 2017 года были проведены производственные и механические испытания демонстрационного компонента.
Материал предоставлен Mitsubishi Rayon.
До начала производства этой составной шпильки с коленчатым валом кандидатский углеродный волокнистый материал для CLASS был сформирован в Инновационном центре R & D в Дирборне, США, для оптимизации параметров процесса для достижения максимальных механических свойств и формы. Точность дает помощь.
Резюме опыта
Благодаря совместным усилиям GRM Consulting и всех участвующих компаний, проект достиг структурных и целей снижения веса.
Опыт, накопленный в этом процессе, помог инженерам понять, как достичь оптимального баланса с помощью нескольких конструкций материалов.
По мере продвижения проекта улучшался метод оптимизации VR & D Genesis и улучшался метод выбора материала для обеспечения поддержки инженеров-проектировщиков и инженеров-производителей в соответствии с жесткими требованиями.
Проектная команда Ford согласилась с задачей «доставки высококонцентрированных сверхмощных компонентов», что говорит о том, что было бы относительно просто поставлять многие другие автомобильные компоненты, если вообще есть. Имеются указания на то, что это привело к значительному снижению веса для всего автомобиля. ,