Brændstofforbruget er påvirket af strukturel masse
I transportudstyr forbruges brændstof ikke kun for at flytte last eller passagerer, men også for at accelerere selve køretøjets struktur.
Lastbilkarosserier, businteriør, vognmoduler og skibskabiner indeholder gulvpaneler, sidevægge, loftpaneler, udstyrsdæksler og skillevægssystemer. Disse komponenter er ofte fremstillet af krydsfiner, stålplade, aluminiumsplade eller massivt glasfiberlaminat.
Når massen af disse komponenter øges, skal fremdrivningssystemet generere yderligere kraft under acceleration. Effekten er mest synlig i køretøjer, der gentagne gange starter og stopper, såsom bybusser, bybanesystemer, varebiler og passagerfærger.
Honeycomb Boards Fjern materiale fra områder med lav-stress
Et honeycomb board er et sandwichpanel sammensat af:
- Ansigtsark
- Honeycomb kerne
- Ansigtsark
Under bøjning bærer de ydre frontplader træk- og trykbelastninger. Kernen overfører forskydningsbelastninger mellem skindene og opretholder adskillelsesafstanden mellem dem.
Det centrale område af en massiv plade bidrager mindre til bøjningsmodstanden end de ydre overflader. Honeycomb-konstruktion fjerner materiale fra dette område med lav-stress og erstatter det med hule celler.
I stedet for at bruge et solidt 20-30 mm tykt panel, kan producenterne opretholde paneltykkelsen og samtidig reducere materialevolumen inde i strukturen.
Vægtreduktion finder sted i store-arealer
De største muligheder for vægtreduktion findes typisk i komponenter, der dækker store overfladearealer.
Gulvsystemer
Bilgulve strækker sig ofte over hele bredden og længden af kabinen eller lastrummet.
Udskiftning af krydsfiner- eller massive kompositgulve med honeycomb-plader fjerner materiale på flere kvadratmeter overfladeareal. Den kumulative vægtreduktion bliver betydelig, fordi gulvstrukturen fylder en stor procentdel af det indvendige volumen.
Vægpaneler
Sidevægge og indvendige skillevægge adskiller primært rum i stedet for at bære primære køretøjsbelastninger.
Honeycomb-paneler giver producenterne mulighed for at bevare vægtykkelsen og samtidig reducere massen af ikke-belastnings-bærende enheder.
Loftsmoduler
Loftspaneler understøtter belysningssystemer, ventilationskanaler, ledningsnet og adgangspaneler.
Brug af honeycomb boards reducerer den ophængte vægt, der skal understøttes af beslag og fastgørelsessystemer.
Lavere køretøjsmasse reducerer energibehovet under acceleration
Køretøjsacceleration følger Newtons anden lov:
Tving=Masse × Acceleration
Når accelerationskravene forbliver uændrede, reducerer en reduktion af strukturel masse den kraft, der kræves fra motoren, motoren eller fremdriftssystemet.
For køretøjer, der kører under gentagne accelerationscyklusser, sker reduktionen tusindvis af gange i hele køretøjets levetid.
Typiske eksempler omfatter:
- Bybusser stopper med få hundrede meter
- Metro-tog, der kommer ind og forlader stationer
- Leveringskøretøjer, der kører på byruter
- Færger, der udfører planlagte dokoperationer
Under disse driftsforhold sænker strukturel vægtreduktion direkte den energi, der kræves for at nå driftshastigheden.
Honeycomb Boards er integreret anderledes end massive paneler
Honeycomb plader kan ikke altid bruge de samme fastgørelsesmetoder som krydsfiner eller massive laminater.
Fordi kernen indeholder hule celler, skal koncentrerede belastninger omkring bolte og skruer overføres gennem forstærkede områder.
Producenter integrerer typisk bikagepaneler ved hjælp af:
- Strukturel klæbemiddel
- Indlejrede indsatser
- Kantprofiler i aluminium
- Forstærkede monteringszoner
Inden montering forsegles blotlagte celler omkring udskæringer og panelkanter normalt for at forhindre indtrængning af fugt og forurening.
Fejltilstande skal tages i betragtning under design
Vægtreduktion alene er ikke tilstrækkelig til transportanvendelser.
Ingeniører evaluerer normalt flere potentielle fejltilstande, før de vælger en honeycomb board-konfiguration:
- Kerneknusning under koncentrerede belastninger
- Huden bukker under kompression
- Delaminering af hud-til-kerne
- Træk fastener-ud
- Vandindtrængning gennem uforseglede kanter
Den valgte kernedensitet, cellestørrelse, flade-arktykkelse og forstærkningsmetode bestemmes af det forventede belastningstilfælde og driftsmiljøet.
For eksempel kræver et busgulv, der understøtter passagertrafik, anden forstærkning end et loftpanel, der understøtter belysningsarmaturer.
Valg af et honeycomb-bræt til transportsystemer
Bestyrelsesvalg er typisk baseret på:
- Panelspænd
- Designbelastning
- Kernetykkelse
- Kernemateriale
- Ansigts-arkmateriale
- Krav til brandydelse
- Fugteksponeringsforhold
Polypropylen-bikagekerner vælges ofte til transportinteriør udsat for fugt, fordi den termoplastiske struktur ikke absorberer vand. Aluminium honeycomb kerner kan specificeres
når der kræves højere trykstyrke omkring lokale belastninger.
Den endelige konfiguration afhænger af, hvordan panelet overfører belastninger til den omgivende køretøjsstruktur.
HolyCore Honeycomb Board Solutions
HolyCore fremstiller honeycomb-kernematerialer, der bruges i sandwichpaneler til transport og industrielle strukturer.
Honeycomb-kernen fungerer som forskydnings-overførselslaget i panelet. Afhængigt af designkravene kan kernen kombineres med glasfiberbeklædning, termoplastiske plader, aluminiumsbeklædninger eller andre panelmaterialer.
Ved at erstatte solide kerneområder med konstruerede cellulære strukturer kan producenter reducere panelmassen i gulve, skillevægge, lofter, udstyrsindkapslinger og køretøjsinteriørsamlinger, mens de bibeholder den tykkelse, der kræves til strukturel integration.
