Spotřeba paliva je ovlivněna konstrukční hmotou
V dopravních zařízeních se palivo spotřebovává nejen k pohybu nákladu nebo cestujících, ale také k urychlení samotné konstrukce vozidla.
Karoserie nákladních vozidel, interiéry autobusů, moduly železničních vozů a námořní kabiny obsahují podlahové panely, boční stěny, stropní panely, kryty zařízení a systémy přepážek. Tyto komponenty jsou často vyráběny z překližky, ocelového plechu, hliníkové desky nebo pevného laminátu ze skelných vláken.
Když se hmotnost těchto komponentů zvýší, musí pohonný systém při akceleraci vyvinout další sílu. Efekt je nejviditelnější u vozidel, která se opakovaně rozjíždějí a zastavují, jako jsou městské autobusy, městské železniční systémy, nákladní vozy a osobní trajekty.
Voštinové desky odstraňují materiál z oblastí s nízkým{0}}namáháním
Voštinová deska je sendvičový panel složený z:
- Obličej
- Voštinové jádro
- Obličej
Během ohýbání přenášejí vnější čelní desky tahové a tlakové zatížení. Jádro přenáší smykové zatížení mezi pláště a udržuje mezi nimi separační vzdálenost.
Středová oblast plné desky přispívá k odolnosti v ohybu méně než vnější povrchy. Voštinová konstrukce odstraňuje materiál z této oblasti s nízkým napětím-a nahrazuje jej dutými buňkami.
Namísto použití pevného panelu o tloušťce 20–30 mm mohou výrobci zachovat tloušťku panelu a zároveň snížit objem materiálu uvnitř konstrukce.
Ke snížení hmotnosti dochází u-velkoplošných sestav
Největší příležitosti ke snížení hmotnosti se obvykle nacházejí u komponentů pokrývajících velké plochy.
Podlahové systémy
Podlahy vozidel často zasahují přes celou šířku a délku kabiny nebo nákladového prostoru.
Nahrazení překližky nebo masivních kompozitních podlah voštinovými deskami odstraní materiál na několika čtverečních metrech plochy. Kumulativní snížení hmotnosti se stává významným, protože konstrukce podlahy zabírá velké procento vnitřního objemu.
Nástěnné panely
Boční stěny a vnitřní přepážky primárně oddělují prostory, spíše než aby nesly primární náklad vozidla.
Voštinové panely umožňují výrobcům zachovat tloušťku stěny a zároveň snížit hmotnost -nenosných{1}}sestav.
Stropní moduly
Stropní panely podporují osvětlovací systémy, ventilační kanály, kabelové svazky a přístupové panely.
Použití voštinových desek snižuje zavěšenou hmotnost, která musí být podepřena konzolami a upevňovacími systémy.
Nižší hmotnost vozidla snižuje spotřebu energie při akceleraci
Zrychlení vozidla se řídí druhým Newtonovým zákonem:
Síla=Hmotnost × Zrychlení
Když požadavky na zrychlení zůstanou nezměněny, snížení konstrukční hmotnosti sníží sílu vyžadovanou od motoru, motoru nebo pohonného systému.
U vozidel provozovaných v opakovaných cyklech zrychlení dochází ke snížení tisíckrát po celou dobu životnosti vozidla.
Mezi typické příklady patří:
- Městské autobusy zastavující každých pár set metrů
- Vlaky metra vjíždějící a opouštějící stanice
- Dodávkové vozy provozované na městských trasách
- Trajekty provádějící plánované operace dokování
V těchto provozních podmínkách snižuje strukturální hmotnost přímo energii potřebnou k dosažení provozní rychlosti.
Voštinové desky jsou integrovány jinak než plné panely
Voštinové desky nemohou vždy používat stejné způsoby upevnění jako překližky nebo masivní lamináty.
Protože jádro obsahuje duté články, musí se soustředěná zatížení kolem šroubů a šroubů přenášet přes vyztužené oblasti.
Výrobci obvykle integrují voštinové panely pomocí:
- Strukturální lepení
- Vložené vložky
- Hliníkové okrajové profily
- Vyztužené montážní zóny
Před montáží jsou obnažené buňky kolem výřezů a okrajů panelu obvykle utěsněny, aby se zabránilo vnikání vlhkosti a kontaminaci.
Při návrhu je třeba vzít v úvahu režimy poruch
Samotné snížení hmotnosti nestačí pro přepravu.
Inženýři obvykle před výběrem konfigurace voštinových desek vyhodnotí několik možných režimů selhání:
- Drcení jádra pod koncentrovaným zatížením
- Kůže se pod tlakem vyboulí
- Delaminace kůže-k-jádru
- Spojovací prvek-vytáhněte
- Pronikání vody přes neutěsněné okraje
Vybraná hustota jádra, velikost buněk, tloušťka-čelního plechu a metoda vyztužení jsou určeny očekávaným zatěžovacím stavem a provozním prostředím.
Například podlaha autobusu podporující provoz cestujících vyžaduje jiné vyztužení než stropní panel nesoucí svítidla.
Výběr voštinové desky pro dopravní systémy
Výběr desky je obvykle založen na:
- Rozpětí panelu
- Návrhové zatížení
- Tloušťka jádra
- Materiál jádra
- Materiál obličeje-
- Požadavky na požární účinnost
- Podmínky vystavení vlhkosti
Polypropylenová voštinová jádra se často volí pro přepravní interiéry vystavené vlhkosti, protože termoplastická struktura neabsorbuje vodu. Mohou být specifikována hliníková voštinová jádra
když je vyžadována vyšší pevnost v tlaku kolem lokalizovaných zatížení.
Konečná konfigurace závisí na tom, jak panel přenáší zatížení do okolní konstrukce vozidla.
HolyCore Honeycomb Board Solutions
HolyCore vyrábí voštinové jádrové materiály používané v sendvičových panelech pro přepravu a průmyslové stavby.
Voštinové jádro funguje jako smyková-přenosová vrstva v panelu. V závislosti na požadavcích na design může být jádro kombinováno s pláštěm ze skelných vláken, termoplastickými deskami, hliníkovými obklady nebo jinými materiály panelů.
Nahrazením oblastí s pevným jádrem navrženými celulárními strukturami mohou výrobci snížit hmotnost panelů v podlahách, příčkách, stropech, krytech zařízení a vnitřních sestavách vozidel při zachování tloušťky potřebné pro strukturální integraci.
