Η κατανάλωση καυσίμου επηρεάζεται από τη δομική μάζα
Στον εξοπλισμό μεταφοράς, το καύσιμο καταναλώνεται όχι μόνο για τη μετακίνηση φορτίου ή επιβατών αλλά και για την επιτάχυνση της ίδιας της δομής του οχήματος.
Το αμάξωμα των φορτηγών, οι εσωτερικοί χώροι λεωφορείων, οι μονάδες αυτοκινητάμαξας και οι καμπίνες θαλάσσης περιέχουν πάνελ δαπέδου, πλευρικά τοιχώματα, πάνελ οροφής, καλύμματα εξοπλισμού και συστήματα διαχωριστικών. Αυτά τα εξαρτήματα κατασκευάζονται συχνά από κόντρα πλακέ, φύλλο χάλυβα, πλάκα αλουμινίου ή συμπαγές έλασμα υαλοβάμβακα.
Όταν η μάζα αυτών των στοιχείων αυξάνεται, το σύστημα πρόωσης πρέπει να παράγει πρόσθετη δύναμη κατά την επιτάχυνση. Το αποτέλεσμα είναι πιο ορατό σε οχήματα που ξεκινούν και σταματούν επανειλημμένα, όπως αστικά λεωφορεία, αστικά σιδηροδρομικά συστήματα, φορτηγά παράδοσης και επιβατηγά οχήματα.
Οι κυψελοειδείς σανίδες αφαιρούν υλικό από περιοχές χαμηλού- στρες
Μια σανίδα κηρήθρας είναι ένα πάνελ σάντουιτς που αποτελείται από:
- Φύλλο προσώπου
- Κυψελοειδής πυρήνας
- Φύλλο προσώπου
Κατά την κάμψη, τα φύλλα της εξωτερικής όψης φέρουν εφελκυστικά και θλιπτικά φορτία. Ο πυρήνας μεταφέρει διατμητικά φορτία μεταξύ των επιφανειών και διατηρεί την απόσταση διαχωρισμού μεταξύ τους.
Η κεντρική περιοχή μιας συμπαγούς σανίδας συμβάλλει λιγότερο στην αντίσταση κάμψης από τις εξωτερικές επιφάνειες. Η κατασκευή της κηρήθρας αφαιρεί υλικό από αυτήν την περιοχή χαμηλής-καταπόνησης και το αντικαθιστά με κοίλα κελιά.
Αντί να χρησιμοποιούν ένα συμπαγές πλαίσιο πάχους 20–30 mm, οι κατασκευαστές μπορούν να διατηρήσουν το πάχος του πάνελ μειώνοντας ταυτόχρονα τον όγκο του υλικού μέσα στη δομή.
Σε συναρμολογήσεις μεγάλης-περιοχής παρατηρείται μείωση βάρους
Οι μεγαλύτερες ευκαιρίες για μείωση βάρους βρίσκονται συνήθως σε εξαρτήματα που καλύπτουν μεγάλες επιφάνειες.
Συστήματα δαπέδων
Τα δάπεδα των οχημάτων εκτείνονται συχνά σε όλο το πλάτος και το μήκος της καμπίνας ή του χώρου φορτίου.
Η αντικατάσταση των δαπέδων κόντρα πλακέ ή συμπαγών σύνθετων δαπέδων με κυψελωτές σανίδες αφαιρεί το υλικό σε αρκετά τετραγωνικά μέτρα επιφάνειας. Η σωρευτική μείωση βάρους γίνεται σημαντική επειδή η κατασκευή του δαπέδου καταλαμβάνει μεγάλο ποσοστό του εσωτερικού όγκου.
Πάνελ τοίχου
Τα πλευρικά τοιχώματα και τα εσωτερικά χωρίσματα διαχωρίζουν κυρίως χώρους αντί να μεταφέρουν πρωτεύοντα φορτία οχημάτων.
Τα κυψελωτά πάνελ επιτρέπουν στους κατασκευαστές να διατηρούν το πάχος του τοιχώματος μειώνοντας ταυτόχρονα τη μάζα των συγκροτημάτων που δεν φέρουν-φορτίο-.
Ενότητες οροφής
Τα πάνελ οροφής υποστηρίζουν συστήματα φωτισμού, αγωγούς εξαερισμού, ιμάντες καλωδίωσης και πάνελ πρόσβασης.
Η χρήση σανίδων κηρήθρας μειώνει το αιωρούμενο βάρος που πρέπει να υποστηρίζεται από βραχίονες και συστήματα στερέωσης.
Η χαμηλότερη μάζα του οχήματος μειώνει τη ζήτηση ενέργειας κατά την επιτάχυνση
Η επιτάχυνση του οχήματος ακολουθεί τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα:
Δύναμη=Μάζα × Επιτάχυνση
Όταν οι απαιτήσεις επιτάχυνσης παραμένουν αμετάβλητες, η μείωση της δομικής μάζας μειώνει τη δύναμη που απαιτείται από τον κινητήρα, τον κινητήρα ή το σύστημα πρόωσης.
Για οχήματα που λειτουργούν υπό επαναλαμβανόμενους κύκλους επιτάχυνσης, η μείωση συμβαίνει χιλιάδες φορές σε όλη τη διάρκεια ζωής του οχήματος.
Τυπικά παραδείγματα περιλαμβάνουν:
- Τα αστικά λεωφορεία σταματούν κάθε μερικές εκατοντάδες μέτρα
- Τρένα του μετρό που εισέρχονται και εξέρχονται από σταθμούς
- Οχήματα παράδοσης που λειτουργούν σε αστικά δρομολόγια
- Πλοία που εκτελούν προγραμματισμένες εργασίες ελλιμενισμού
Σε αυτές τις συνθήκες λειτουργίας, η δομική μείωση βάρους μειώνει άμεσα την ενέργεια που απαιτείται για την επίτευξη της ταχύτητας λειτουργίας.
Οι κυψελοειδείς σανίδες είναι ενσωματωμένες διαφορετικά από τα συμπαγή πάνελ
Οι σανίδες κηρήθρας δεν μπορούν πάντα να χρησιμοποιούν τις ίδιες μεθόδους στερέωσης με το κόντρα πλακέ ή τα συμπαγή ελάσματα.
Επειδή ο πυρήνας περιέχει κοίλες κυψέλες, τα συγκεντρωμένα φορτία γύρω από τα μπουλόνια και τις βίδες πρέπει να μεταφέρονται μέσω ενισχυμένων περιοχών.
Οι κατασκευαστές συνήθως ενσωματώνουν κυψελωτά πάνελ χρησιμοποιώντας:
- Δομική συγκολλητική συγκόλληση
- Ενσωματωμένα ένθετα
- Προφίλ άκρων αλουμινίου
- Ενισχυμένες ζώνες στερέωσης
Πριν από τη συναρμολόγηση, οι εκτεθειμένες κυψέλες γύρω από τις εγκοπές και τις άκρες του πίνακα συνήθως σφραγίζονται για να αποφευχθεί η είσοδος υγρασίας και η μόλυνση.
Κατά τη σχεδίαση πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι τρόποι αποτυχίας
Η μείωση βάρους από μόνη της δεν αρκεί για εφαρμογές μεταφοράς.
Οι μηχανικοί συνήθως αξιολογούν πολλές πιθανές καταστάσεις αστοχίας πριν επιλέξουν μια διαμόρφωση σανίδας κηρήθρας:
- Σύνθλιψη πυρήνα κάτω από συγκεντρωμένα φορτία
- Λυγισμός δέρματος υπό συμπίεση
- Αποκόλληση δέρματος-προς-πυρήνα
- Τραβήξτε το σύνδεσμο- προς τα έξω
- Διείσδυση νερού μέσω μη σφραγισμένων άκρων
Η επιλεγμένη πυκνότητα πυρήνα, το μέγεθος κυψέλης, το πάχος του φύλλου όψης-και η μέθοδος ενίσχυσης καθορίζονται από την αναμενόμενη φόρτιση και το περιβάλλον λειτουργίας.
Για παράδειγμα, ένα πάτωμα λεωφορείου που υποστηρίζει την κυκλοφορία επιβατών απαιτεί διαφορετική ενίσχυση από ένα πάνελ οροφής που υποστηρίζει φωτιστικά.
Επιλογή κυψελοειδούς σανίδας για συστήματα μεταφορών
Η επιλογή του συμβουλίου βασίζεται συνήθως σε:
- Άνοιγμα πίνακα
- Φορτίο σχεδιασμού
- Πάχος πυρήνα
- Υλικό πυρήνα
- Υλικό φύλλου προσώπου-
- Απαιτήσεις απόδοσης πυρκαγιάς
- Συνθήκες έκθεσης σε υγρασία
Οι πυρήνες κηρήθρας πολυπροπυλενίου επιλέγονται συχνά για εσωτερικούς χώρους μεταφοράς που εκτίθενται στην υγρασία επειδή η θερμοπλαστική δομή δεν απορροφά νερό. Ενδέχεται να προσδιορίζονται πυρήνες κηρήθρας αλουμινίου
όταν απαιτείται μεγαλύτερη αντοχή σε θλίψη γύρω από τοπικά φορτία.
Η τελική διαμόρφωση εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο ο πίνακας μεταφέρει τα φορτία στη γύρω δομή του οχήματος.
HolyCore Honeycomb Board Solutions
Η HolyCore κατασκευάζει υλικά κυψελωτού πυρήνα που χρησιμοποιούνται σε πάνελ σάντουιτς για μεταφορές και βιομηχανικές κατασκευές.
Ο πυρήνας της κηρήθρας λειτουργεί ως διατμητικό-στρώμα μεταφοράς εντός του πίνακα. Ανάλογα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού, ο πυρήνας μπορεί να συνδυαστεί με δέρματα από υαλοβάμβακα, θερμοπλαστικά φύλλα, επιφάνειες αλουμινίου ή άλλα υλικά πάνελ.
Αντικαθιστώντας τις περιοχές συμπαγούς πυρήνα με κατασκευασμένες κυψελωτές δομές, οι κατασκευαστές μπορούν να μειώσουν τη μάζα των πάνελ σε δάπεδα, χωρίσματα, οροφές, περιβλήματα εξοπλισμού και εσωτερικά συγκροτήματα οχημάτων, διατηρώντας παράλληλα το πάχος που απαιτείται για τη δομική ενοποίηση.
