Преимущества использования нержавеющей стали в конструкциях автобусов. Исследование поставщика Outokumpu из Мюнхенского университета - Шицзячжуанская компания «Лебединое озеро», ООО

Ниже представлена статья Стефана Шуберта, менеджера по продажам автомобильного направления компании Advanced Materials, Outokumpu, Крефельд, Германия; Профессор, доктор технических наук. Клеменс Ротер, Университет прикладных наук, Мюнхен, Германия; Доктор Вернер Поль, FCMS GmbH, Мюнхен, Германия. Производитель нержавеющей стали Outokumpu реализовал первый в своем роде проект совместно со специалистом по решениям CAD/CAE FCMS, Мюнхенским университетом […]

Производитель нержавеющей стали Outokumpu совместно со специалистом по решениям CAD/CAE FCMS, Мюнхенским университетом прикладных наук и компанией RotherCONSULT реализовал первый в своем роде проект по исследованиюПреимущества использования нержавеющей стали в конструкциях автобусов.

Результаты показывают, что использование высокопрочной нержавеющей стали для замены трубчатых элементов рамы автобуса, обычно изготавливаемых из углеродистой стали, можетснизить вес до 35 % – более 1000 кг– оставаясь при этом конкурентоспособными по стоимости.

Традиционно о90 % автобусов изготовлены из углеродистой стали . Однако нержавеющая сталь предлагает ряд преимуществ как производителям автобусов, так и операторам. В частности, его коррозионная стойкость обеспечивает устойчивость, а также сокращение времени и затрат на техническое обслуживание. Кроме того, коммерчески доступны высокопрочные марки нержавеющей стали, которые обеспечивают огромную экономию веса. Это иллюстрируется виртуальной разработкой, выполненной командой проекта.

Подходящие материалы-кандидаты для конструкции трубчатой шины показаны на рисунке 1. Обычно используется недорогая, но некоррозионностойкая углеродистая сталь. Обычно это марка S355, а также более высокая прочность S460, причем оба названия относятся к их минимальному пределу текучести. Следующими по списку материалами являются нержавеющие стали низкого уровня прочности. Наконец, существует линейка высокопрочных нержавеющих сталей, в том числе обедненная дуплексная сталь Forta LDX 2101, обладающая высокой коррозионной стойкостью. Существует также Forta H800, разработанная с учетом ее высоких прочностных характеристик, поэтому ее коррозионная стойкость оказывается низкой для нержавеющей стали.

Проект был сосредоточен на оценке весовых и финансовых преимуществ Forta H800 по сравнению с углеродистой сталью S460, которая представляет собой наиболее сложное сравнение с существующими автобусными конструкциями. Можно также рассматривать недавно разработанный сорт S700, который обеспечивает сопоставимый предел текучести с Forta H800, но с гораздо меньшим потенциалом удлинения и поглощения удара/удара.

Forta H800 — это полностью аустенитная нержавеющая сталь, разработанная для критически важных с точки зрения безопасности компонентов конструкций автомобилей. Он открывает новые возможности в области легкой техники и дизайна, сочетая сверхвысокую прочность и очень высокое поглощение энергии в случае удара. Его преимущество также заключается в том, что он не содержит никеля, что устраняет волатильность цен, связанную с марками, в которых никель используется в качестве легирующего элемента.

Ключевой характеристикой Forta H800 является механизм упрочнения TWIP (Twinning Induced Plasticity), который вызывает постоянное затвердевание структуры материала при воздействии ударного воздействия.

Поскольку Forta H800 был признан подходящим альтернативным материалом, FCMS, Мюнхенский университет прикладных наук, RotherCONSULT и Outokumpu совместно определиликак его лучше всего использовать в автобусных конструкциях . Основная цель заключалась в том, чтобы изучить, как использование нержавеющей стали может:

FCMS выполнила параметрическое моделирование. Университет провел испытания на усталость сварных трубчатых соединений двух материалов, а компания RotherCONSULT разработала и скомпилировала системные требования, упрощенные стратегии анализа и процедуры для структурной квалификации. Оутокумпу предоставила материалы, соответствующие знания и данные.

Для моделирования характеристик шинной конструкции использовалась комбинация инструментов, включая параметрическое геометрическое моделирование, а также быстрые, автоматические и надежные методы анализа. ИИ (искусственный интеллект) использовался для автоматического создания альтернативных вариантов проектирования и связанных с ними имитационных моделей. Было бы невозможно выполнить эту работу вручную, поскольку она требовала оценки и повторения тысяч проектов.