Spotreba paliva je ovplyvnená konštrukčnou hmotnosťou
V dopravných zariadeniach sa palivo spotrebúva nielen na presun nákladu alebo cestujúcich, ale aj na zrýchlenie samotnej konštrukcie vozidla.
Karosérie nákladných vozidiel, interiéry autobusov, moduly železničných vozňov a lodné kabíny obsahujú podlahové panely, bočné steny, stropné panely, kryty zariadení a deliace systémy. Tieto komponenty sa často vyrábajú z preglejky, oceľového plechu, hliníkovej platne alebo pevného laminátu zo sklenených vlákien.
Keď sa hmotnosť týchto komponentov zvýši, pohonný systém musí pri akcelerácii generovať dodatočnú silu. Efekt je najviditeľnejší vo vozidlách, ktoré sa opakovane rozbiehajú a zastavujú, ako sú mestské autobusy, mestské železničné systémy, nákladné autá a osobné trajekty.
Voštinové dosky odstraňujú materiál z oblastí s nízkym{0}}záťažom
Voštinová doska je sendvičový panel zložený z:
- Prestieradlo na tvár
- Voštinové jadro
- Prestieradlo na tvár
Počas ohýbania vonkajšie čelné vrstvy nesú ťahové a tlakové zaťaženie. Jadro prenáša šmykové zaťaženie medzi plášťami a udržiava medzi nimi vzdialenosť.
Stredová oblasť pevnej dosky prispieva k odolnosti v ohybe menej ako vonkajšie povrchy. Voštinová konštrukcia odstraňuje materiál z tejto oblasti s nízkym namáhaním-a nahrádza ho dutými bunkami.
Namiesto použitia pevného panelu s hrúbkou 20–30 mm môžu výrobcovia zachovať hrúbku panelu a zároveň znížiť objem materiálu vo vnútri konštrukcie.
Znižovanie hmotnosti sa vyskytuje vo veľkoplošných{0}}zostavách
Najväčšie príležitosti na zníženie hmotnosti sa zvyčajne nachádzajú v komponentoch pokrývajúcich veľké plochy.
Podlahové systémy
Podlahy vozidiel často siahajú po celej šírke a dĺžke kabíny alebo nákladného priestoru.
Nahradením preglejky alebo pevných kompozitných podláh voštinovými doskami sa odstráni materiál na ploche niekoľkých štvorcových metrov. Kumulatívne zníženie hmotnosti sa stáva významným, pretože podlahová konštrukcia zaberá veľké percento objemu interiéru.
Nástenné panely
Bočné steny a vnútorné priečky v prvom rade oddeľujú priestory, než aby prenášali primárne náklady vozidla.
Voštinové panely umožňujú výrobcom zachovať hrúbku steny a zároveň znížiť hmotnosť -nosných{1}}zostáv.
Stropné moduly
Stropné panely podporujú osvetľovacie systémy, ventilačné kanály, káblové zväzky a prístupové panely.
Použitie voštinových dosiek znižuje zavesenú hmotnosť, ktorá musí byť podopretá konzolami a upevňovacími systémami.
Nižšia hmotnosť vozidla znižuje spotrebu energie počas akcelerácie
Zrýchlenie vozidla sa riadi druhým Newtonovým zákonom:
Sila=Hmotnosť × zrýchlenie
Keď požiadavky na zrýchlenie zostanú nezmenené, zníženie konštrukčnej hmotnosti zníži silu vyžadovanú od motora, motora alebo pohonného systému.
Pri vozidlách prevádzkovaných v opakovaných cykloch zrýchlenia dochádza k zníženiu tisíckrát počas životnosti vozidla.
Medzi typické príklady patria:
- Mestské autobusy zastavujúce každých pár stoviek metrov
- Vlaky metra vchádzajúce a opúšťajúce stanice
- Dodávkové vozidlá premávajúce na mestských trasách
- Trajekty vykonávajúce plánované operácie pristátia
V týchto prevádzkových podmienkach zníženie hmotnosti konštrukcie priamo znižuje energiu potrebnú na dosiahnutie prevádzkovej rýchlosti.
Voštinové dosky sú integrované inak ako plné panely
Voštinové dosky nemôžu vždy používať rovnaké spôsoby upevnenia ako preglejka alebo masívne lamináty.
Pretože jadro obsahuje duté články, sústredené zaťaženie okolo skrutiek a skrutiek sa musí prenášať cez vystužené oblasti.
Výrobcovia zvyčajne integrujú voštinové panely pomocou:
- Štrukturálne lepenie
- Vložené vložky
- Hliníkové okrajové profily
- Zosilnené montážne zóny
Pred montážou sú odkryté bunky okolo výrezov a okrajov panelov zvyčajne utesnené, aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti a kontaminácii.
Pri návrhu je potrebné zvážiť režimy porúch
Samotné zníženie hmotnosti nestačí na prepravu.
Pred výberom konfigurácie voštinovej dosky inžinieri zvyčajne vyhodnotia niekoľko možných režimov zlyhania:
- Drvenie jadra pod koncentrovaným zaťažením
- Vybočenie kože pod tlakom
- Delaminácia kože-k-jadru
- Vytiahnite{0}}záves
- Prenikanie vody cez neutesnené okraje
Vybraná hustota jadra, veľkosť buniek, hrúbka čelného{0} plechu a metóda vystuženia sú určené očakávaným prípadom zaťaženia a prevádzkovým prostredím.
Napríklad podlaha autobusu podporujúca osobnú dopravu vyžaduje iné vystuženie ako stropný panel nesúci osvetľovacie telesá.
Výber voštinovej dosky pre dopravné systémy
Výber dosky je zvyčajne založený na:
- Rozpätie panelov
- Návrhové zaťaženie
- Hrúbka jadra
- Materiál jadra
- Materiál tváre-
- Požiadavky na požiarny výkon
- Podmienky vystavenia vlhkosti
Polypropylénové voštinové jadrá sa často vyberajú pre prepravné interiéry vystavené vlhkosti, pretože termoplastická štruktúra neabsorbuje vodu. Môžu byť špecifikované hliníkové voštinové jadrá
keď je potrebná vyššia pevnosť v tlaku okolo lokalizovaných zaťažení.
Konečná konfigurácia závisí od toho, ako panel prenáša zaťaženie do okolitej konštrukcie vozidla.
HolyCore Honeycomb Board Solutions
HolyCore vyrába voštinové jadrové materiály používané v sendvičových paneloch pre dopravné a priemyselné konštrukcie.
Voštinové jadro funguje ako šmyková-transferová vrstva v paneli. V závislosti od konštrukčných požiadaviek je možné jadro kombinovať so sklolaminátovými plášťami, termoplastickými doskami, hliníkovými obkladmi alebo inými panelovými materiálmi.
Nahradením oblastí s pevným jadrom inžinierskymi bunkovými štruktúrami môžu výrobcovia znížiť hmotnosť panelov v podlahách, priečkach, stropoch, krytoch zariadení a vnútorných zostavách vozidla pri zachovaní hrúbky potrebnej na štrukturálnu integráciu.
