Combusuctions in alüminyum Alloy Wheels
Alüminyum alaşım tekerlekleri modern otomotiv tasarımında standart haline geldi, silahsızlığı azaltmak ve yakıt verimliliğini artırmak için ödül kazandı. Ancak, onları çekici kılan çok özellik - sadece akademik bir egzersiz değil; aynı zamanda ciddi bir test protokollerine maruz kaldığında, daha sıkı test protokollerine de yol açıyor ve daha iyi bir sürücü farkındalığı sağlar.Bu makale, metalik tekerleklerin ötesindeki yüksek çözünürlükte nasıl başarısız olan, metalik sonuçları araştırır.
Alüminyum Alloy Wheels'ın Metallurgy
Başarısız modlara dalmadan önce, malzemelerini oyunda anlamak önemlidir. Çoğu modern tekerlekler genellikle yüksek yorgunluk ve 7xxx serisinde alüminyum alaşımlardan alınır. A356 (AlSi7Mg0.3) ile birlikte, mükemmel sıvı ve orta güç nedeniyle ortak bir alaşım haline gelir.For modern tekerlekler genellikle 6061 veya 7075 alaşımları kullanır, üstün yorgunluk ve elongasyon sağlar.
Mikrostructural Weaknesses
Üretim sırasında ortaya çıkan boşluklar, küçülme porosity, oksit dahil olmak üzere ve mikro-shrinkage, stres koncentratörleri olarak hareket ederler.Bu parçalar makrooskopik çatlakları oluşturmak için kullanılabilir, ancak etkisi altında, çatlaklar için nükleksiyon siteleri haline gelir.Ayrıca, A356 alaşımlarında eutectic silikon partikülleri sert ve serttir; bir etki dalgasın tekerlekten geçtiğinde, bu parçacıklar makroskobu çatlakları şekillendirebilir, makroskobuğa bağlanabilir.
İlk Başarısızlık Moduları Etkisi Yükler altında
Bir alüminyum alaşım tekerleği aniden bir etkiyle karşılaşdığında, başarısızlık nadiren tek bir olaydır. Bunun yerine, mekanizmaların bir cascadesi ortaya çıkıyor, genellikle milisans içinde. aşağıdaki bölümler laboratuvar testlerinde ve gerçek dünya kazalarında gözlemlenen en yaygın başarısızlık modları detaylandırır.
Catastrophic Fracture
Bu, malzemenin en tehlikeli modu ve en sık sık kaza görüntüleriyle yakalanan kişidir. Tekerlek kırıklıkları tamamen, merkezden gelen veya birden fazla parçaya kırılmak. Bu, yüzeysel aşırılıkta aşırılıkta veya aşırılıkta aşırılıkta aşırılıkta olan etkisi ortadan kaldırır.Rezervasyon genellikle 50 km/h, enerji kolayca kırılabilir.
Plastik Deformasyon ve Bükleme
Tüm etkiler doğru bir şekilde kırılmaya neden olmaz. Daha düşük enerjili bir grev - 30 km /h'de bir kesintiye uğramak gibi - sadece rim flange veya bir kovan. alüminyum alaşımlarında, verim gücü çelike kıyasla nispeten düşük, bu yüzden plastik deformasyon bekleniyor. Bu bükme hemen hemen hemen bir hava sızıntısına yol açabilir (zarar baskıya karşı) veya lastiğin bozulmamasına neden olur.
Fatigue Cracking Accelerated by Influence
Etki yükleri her zaman hemen başarısızlıka neden olmaz; bunun yerine, sonraki döngü yükleri altında büyüyen küçük bir kesik oluşturabilirler.Bu, iki aşamalı bir süreçtir: Etki olayı, plaj işaretlerini (örneğin, keskin bir kesintiye maruz kalma veya bir mikro-kırıklama makinesinden oluşan bir test), ve sonra normal sürüş yükleri -braking, köşeden, yol titreşimleri - çatlakları ölçen kırıklıkları - genellikle plaj işaretlerini gösterir (s.
Korozyon-Assisted Etkisi Başarısızlık
Çevre maruziyeti, çukurlar ve intergranular korozyonu yaratarak zaman alüminyum alaşımları zayıflatır. Normal yükler altında bir delikli tekerlek hala işlev görebilir, ancak korozyona yol açan bölgelerin de stres artışları olarak görür.Profesyonel bir ortamda (yol tuz, nem) ve ani bir yük kombinasyonu, daha sonra aşınmaya yarayan bir kırıklık üretebilir.Bu genellikle sert kaplamalar ile bölgelerde görülür.
Etkileyici Etkisi Olan Kritik Faktörler
Intrinsic material properties, birkaç dış ve tasarımla ilgili faktörler, bir tekerlekin belirli bir etki hayatta kalacağını belirler.
Etki Velocity ve Enerji
Kinetik enerji, hız karesi ile bir tekerlek ölçeklerine ulaştı. 1600 kg araç 80 km /h'de bir delik vurarak aynı aracın enerjisini 40 km/h.Bu doğrusal olmayan bir ilişki, büyük ölçüde darbe olasılığını yükselterek, etki meselelerinin yönünü daha kolay bir şekilde yükselterek, daha küçük bir basamaklı bir darbenin yükünü yoğunlaştırması anlamına gelir.
Wheel Design Geometry
Konuşmalar ve varol arasındaki geçiş çok önemli. Sharp köşeleri ve ince kesitler stres koncentratörleri olarak hareket eder. Modern kemmel element optimizasyonu, daha büyük bir hacim üzerinde etkiye sahip olan yükleri üretebilir, üst düzey stresle ilgili olarak, estetik talepleri genellikle görsel olarak daha iyi performans gösterir - örneğin, çok ince konuşan veya büyük kesimler tarafından yapılan bir çalışma.
Üretim Kalitesi Kalitesi
Cast tekerlekleri, birincil bir etki başarısızlığı nedenidir. Düşük baskı, yerçekimi veya çekme makinesi, gaz entrapment ve küçülme porosity tamamen ortadan kalkamaz.Kayıplı tekerlekler için, daha pahalı, yoğun bir tahıl yapısı ve böylece daha üstün etki direnci gibi modern döküm teknikleri ile bile.
Uygulamada Başarısızlık Analizi Yöntemleri
Bir tekerlek hizmette başarısız olduğunda, adli sebepleri belirlemek için sistematik bir yaklaşım kullanmaktadır. Bu bölüm laboratuvar ve alan soruşturmalarında kullanılan standart teknikleri ayrıntıları.
Görsel ve Boyutlu Muayene
İlk adım makrooskopik bir muayenedir.Demirler açık deformasyon, çatlaklar, renklileştirme (gönüllü veya korozyondan ısının) ve yabancı nesne hasarlarının ölçülmesine yardımcı olur.Tester veya 3D tarama, yanlış anlama şekli yakalanır ve orijinal CAD modeli ile karşılaştırılır. Bu, etkinin perpendicular veya oblique olup olmadığını ortaya çıkarır.
Taramalı Elektron Mikroscopy (SEM) ve Fractography
Yüksek çözünürlüklü yüzeyin yüksek çözünürlüklü görüntüleme, yorgunluktan vazgeçilmesi için önemlidir. SEM, kırık yüzeyde korozyon ürünlerini veya yabancı materyali tespit edebilir.Rektörlükler için, sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık görülür.
Finite Element Analizi (FEA) Simülasyon
Açık dinamik FEA (örneğin, LS-DYNA, Abaqus /Explicit) mühendislerin etki etkinliğini yeniden yapılandırmasına izin verir. Tekerlek modeli, kritik alanların etrafındaki iyi elementlerle bağlanır. Malzeme özellikleri, yüksek deformasyon oranlarındaki direnci yakalamak için baskıya bağlı olarak giriş yapar. Simülasyon çıktıları stres-strain histories ve başarısızlık, Johnson-Cook veya Gurson-Tvergaard-Needleman gibi bir hasar modeli kullanarak tahmin edilebilir.
Malzeme Analizi
Çekme testleri, Charpy etkisi testleri ve kırık sertlik testleri (örneğin, J-integral veya CTOD) aynı üretimden alınan veya kontrol tekerleklerinden alınan örneklerde yapılır.Bu testler malzemenin ilgili özellikleri açığa çıkarır.
Önleyici Stratejiler ve Tasarım Önerileri
Etki başarısızlıklarının inmemesini sağlamak, çok katmanlı bir yaklaşımla dolu bir tasarım, malzeme, üretim ve son kullanıcı eğitimi gerektirir.
Optimized Yapısal Tasarım
- [FONT=0]Stress-relief geometrisi: cömertçe dolu radii (R5-R10 mm) konuşma-d-rim kisleri diffüz strese karşı.
- [FONT:0)Variable rim kalınlığı:) Bead koltuk alanında duvar kalınlığını artırmak, ki bu en çok deformasyona eğilimlidir.
- [FONT:0) Integrated impact kaburgalar:) Bazı tasarımları kaza emicileri olarak hareket eden iç kovalamaları içerir.
- [FONT:0)Load yolu analizi:[Dönetici:[Dönetici:0) En az üç konuşmanın, fazla verim olmadan etki yük taşıyabilmesini sağlayın.
Gelişmiş Malzeme Seçimi
- [FONT=0) Yüksek uzun süreli alaşımların kullanımı: ) A357 veya 6061-T6 olarak kabul edilen A356'nın% 10'unu (yüzde 5) karşılaştırır.
- [FONT:0)Rheocasting veya thixocasting:[Dönetici:[Döncük formu) yarı iletkenlik ve yüksek çözünürlükte artış gösterir.
- [FONT=0) Metal matrix kompozitler: [Döneticileri eklemek (SiC, Al2O3) aşınma direncini artırabilir, ancak sertliği azaltabilir - denge önemlidir.
- [FONT:0]Shot peting:[Dönetici] Yüzeydeki sıkıştırıcı kalıcı stresleri tanıtıyor, çatlakları etkilerden kaynaklanan çatlakları engelliyor.
Geliştirilmiş Test Yönetmeliği
Mevcut standartlar (örneğin, SAE J2530, etki performansı için) standart bir yol tekerleği üzerinde tek bir damlalık testi gerektirir. Ancak, bu test, Avrupa'daki etkisin açısal veya çok sayıda öznel etkilerle ilgili olarak dikkate alınmaz (örneğin, daha yüksek yükseklikten daha sıkı bir şekilde etkilenerek) daha sıkı bir şekilde etkilenmelidir. Örneğin, düşük sıcaklık testlerine (örneğin, Avrupa'daki ECE R124 yönetmeliği, daha sonra otomatik olarak) testlerini uygulamalıdır.
Sürücü Eğitimi ve Bakım
Tasarım en kritik faktör olsa da, sürücü davranışı riskten azaltabilir. Informative kampanyaların vurgulanması gerekir:
- 50 km/h üzerindeki hızlarda sömür ve enkaztan kaçının.
- Doğru lastik enflasyonunu korumak (as per car placard) bir yastık sağlamak için.
- Klübünler, dents veya korozyon için tekerleklerin düzenli olarak incelenmesi.
- Önemli bir etki devam eden herhangi bir tekerleğin değiştirilmesi.
Vaka Çalışması: Kentsel Pot depresyon Başarısızlığı
A 2019 kompakt araba A356 tekerlekleri gece bir şehir otoyolunda aniden hava basıncı kaybı yaşadı. Sürücü, yaklaşık 60 km / sönüllü bir şekilde kırıldı, tekerlek ilk pot grevinden sonra döngüsel yüklemeye maruz kaldı.
Sonuç: Safer Alüminyum Alloy Wheels
Metal alaşım tekerleklerinin etkisi altında başarısız analizi, malzeme bilimi, tasarım optimizasyonu, üretim kalitesi ve gerçek dünya sürüş koşulları gibi karmaşık bir etkileşim ortaya çıkarır. Döküm kusurları, keskin tasarım özellikleri ve yüksek etki enerjileri birincil suçlular, ancak çevresel korozyon ve yorgunluk kırıcılık iddiaları ve gelişmiş üretim süreçleri - her ikiyüzlülük de artan bir şekilde, güvenli bir şekilde yapılanma ile birlikte, elektriksel bir şekilde yapılanma ve güvenli bir şekilde yapılanma ile ilgili olarak, kontrol yöntemlerinin tekrarlanması gerekir.