E-mobility: FLB GmbH menggunakan Z100 dan HTM 5020 untuk fleksibilitas dalam pengujian material
Studi Kasus
- Pelanggan: FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
- Lokasi: Siegen, Deutschland
- Industri: Otomotif, plastik
- Topik: Pengujian dan validasi komponen struktur untuk kendaraan listrik baterai (BEV)
November 2024
FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH (teknik ringan) berfokus pada karakterisasi material fiber-reinforced logam dan plastik untuk mengembangkan lembar/sheet data material simulasi untuk perhitungan tabrakan. Kartu data ini divalidasi untuk secara akurat mensimulasikan dan meningkatkan sistem perlindungan underride pada kendaraan listrik baterai (BEV). FLB GmbH menggunakan mesin uji tarik dan kecepatan tinggi ZwickRoell HTM 5020 dan Z100 untuk tujuan ini.
FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
FLB GmbH adalah development service provider terkemuka di bidang komponen struktural otomotif, yang mengkhususkan diri dalam penciptaan solusi ringan yang berkelanjutan, khususnya untuk kendaraan energi baru. Sebagai spin-off dari Ketua Konstruksi Kendaraan Ringan di Universitas Siegen, perusahaan ini memiliki akses istimewa ke tren penelitian dan pengembangan terbaru. FLB GmbH menawarkan layanan komprehensif mulai dari benchmarking dan reverse engineering hingga pengembangan dan pengoptimalan produk tingkat lanjut dengan menggunakan teknologi CAD dan FEM terbaru. Selain simulasi proses, perusahaan ini menawarkan opsi pengujian yang fleksibel untuk memenuhi permintaan industri yang tinggi dan memvalidasi solusi inovatif secara efisien.
Kompetensi terbaik ZwickRoell
- Fleksibel: kemampuan beradaptasi maksimum dari mesin uji dengan kemungkinan yang hampir tak terbatas untuk geometri penabrak.
- Kuat (Robust): mesin uji dirancang untuk penggunaan sehari-hari dalam kondisi yang keras/harsh.
- Serbaguna (Versatile): kemampuan untuk melakukan semua jenis pengujian material termasuk pengujian aksial, pembengkokan 3 titik, dan metode lainnya.
- Mahir (Proficient): layanan yang andal dan cepat dari ZwickRoell.
- Dapat diandalkan (Reliable): hasil tes yang dapat dilacak/traceable.
Tugas
Pengembangan dan validasi sheet data material untuk paduan aluminium/aluminium alloy melalui strain rate yang berbeda
Karakterisasi material yang tepat sangat penting dalam industri otomotif untuk pengembangan kendaraan yang aman dan efisien. FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau dihadapkan pada tugas untuk membuat sheet data material untuk paduan aluminium yang mencakup berbagai strain rate - mulai dari kondisi kuasi-statis hingga skenario tabrakan yang sangat dinamis. Lembar data material ini sangat penting untuk memprediksi secara tepat perilaku aluminium dalam situasi beban yang berbeda dan membantu mengoptimalkan keselamatan dan efisiensi kendaraan secara terus-menerus.
Tantangan khusus:
- Karakterisasi material pada strain rate tinggi: tantangan utama pertama adalah mendapatkan data yang akurat dan andal tentang perilaku paduan aluminium pada strain rate tinggi. Pada kecepatan ini, material berperilaku berbeda dibandingkan dengan kondisi yang lebih lambat, kondisi kuasi-statis. Mengukur data yang tepat dalam bidang ini memerlukan peralatan dan keahlian khusus untuk merekam secara memadai beban yang cepat dan sering kali sangat besar.
- Validasi sheet data material dalam kondisi yang sama: tugas penting lainnya adalah validasi sheetdata material yang dikembangkan melalui pengujian komponen yang dapat mensimulasikan kondisi kuasi-statis dan kondisi yang sangat dinamis. Validasi ini harus memastikan bahwa sheet data material berfungsi secara konsisten dan andal dalam kondisi beban yang berbeda.
Tantangannya: menciptakan lingkungan pengujian yang secara akurat dapat mereplikasi kondisi yang berbeda ini sehingga sheet data material dapat diuji secara efektif dan dirilis untuk penggunaan praktis.
Solusi ZwickRoell
Selesaikan persyaratan pengujian yang kompleks dengan Z100 dan HTM 5020
Untuk menjawab tantangan ini, perusahaan menerapkan dua mesin pengujian khusus, yaitu: mesin Allroundline Z100 dan mesin high-speed HTM 5020 . Mesin-mesin ini memainkan peran yang menentukan dalam menyelesaikan persyaratan pengujian yang rumit.
- Karakterisasi material kuasi-statis dengan Z100: Z100 utamanya digunakan untuk pengujian kuasi-statis. Kemampuannya untuk secara tepat menerapkan beban yang meningkat secara perlahan membuatnya ideal untuk investigasi terperinci mengenai perilaku material pada kecepatan dan beban yang lebih rendah. Pengujian ini sangat penting dalam membangun pemahaman dasar tentang bagaimana paduan aluminium/alumunium aloys akan berperilaku dalam kondisi operasi sehari-hari.
- Karakterisasi material yang sangat dinamis dengan HTM 5020: untuk memperluas data material kuasi-statis ke dalam rentang yang sangat dinamis, uji tarik lebih lanjut dilakukan pada HTM5020. Mesin ini memungkinkan FLB GmbH untuk menguji perilaku material di bawah beban yang sangat cepat dan tinggi, seperti yang terjadi pada tabrakan kendaraan. HTM 5020 memberikan data penting yang sangat penting untuk pengembangan lembar data material guna memprediksi perilaku material dalam situasi kritis dan relevan dengan keselamatan.
- Validasi kuasi-statis dan pengujian intrusi: salah satu aspek inovatif dari solusi ini adalah penggunaan tambahan Z100 untuk menyiapkan uji intrusi pada sistem perlindungan underride. Hal ini dilakukan dengan cara yang sama seperti pengujian yang sangat dinamis pada menara jatuh/drop tower. Drop tower adalah pengaturan pengujian terpisah di mana sistem perlindungan underride untuk BEV diuji - jadi "intrusi" mengacu pada penetrasi benda asing/impaktor ke dalam paket baterai kendaraan. Skenario ini direproduksi dan diuji secara statis dengan Z100 dan secara dinamis pada menara penghubung. Hal ini memungkinkan FLB GmbH untuk memvalidasi sheet data material dalam kondisi yang sama untuk kedua jenis pengujian. Dengan menggunakan pengaturan pengujian yang sama di Z100 dan drop tower, data yang konsisten dan sebanding dihasilkan, yang secara signifikan meningkatkan keandalan dan keakuratan karakterisasi material.
Hasilnya
Sistem perlindungan underride yang lebih ringan berkat pengujian yang tepat
Keputusan FLB GmbH untuk menggunakan sistem pengujian yang sangat terspesialisasi seperti Z100 dan HTM 5020 membuahkan hasil yang luar biasa, baik dari segi kualitas data ilmiah maupun kecepatan pengembangan produk. Penggunaan gabungan perangkat ini memungkinkan untuk mengkarakterisasi material secara tepat di seluruh spektrum kecepatan beban, dari kuasi-statis hingga dinamis, dan untuk menggambarkan perilakunya secara valid pada tingkat komponen.
Basis data yang dihasilkan tidak hanya memungkinkan FLB GmbH untuk secara signifikan meningkatkan akurasi karakterisasi materialnya, tetapi juga untuk mempercepat pengembangan produk inovatif. Salah satu hasil nyata dari proses pengujian dan pengembangan yang lebih baik ini adalah dimulainya proyek pra-pengembangan untuk sistem proteksi underride yang lebih ringan hingga 20 persen dibandingkan produk seri yang ada saat ini. Hal ini menunjukkan kemajuan yang signifikan di bidang konstruksi ringan dan peningkatan efisiensi, yang secara langsung disebabkan oleh prosedur pengujian yang lebih baik.
Pelanggan FLB GmbH sangat puas dengan kemajuan yang dicapai. Karakterisasi material dan pengembangan produk yang lebih baik memungkinkan mereka untuk menerapkan komponen yang lebih canggih dan lebih ringan yang meningkatkan keselamatan dan kinerja kendaraan sekaligus membantu mengurangi bobot keseluruhan.
"Mesin ZwickRoell yang andal dan, dalam kasus Z100, sangat fleksibel memungkinkan kami untuk melakukan pengujian yang sangat efektif bagi pelanggan kami. Kemampuan untuk memetakan berbagai strain rate dalam karakterisasi material dan pada saat yang sama menampilkan validasi pada tingkat komponen juga memungkinkan pelanggan kami dan kami untuk mengidentifikasi potensi konstruksi ringan yang baru berkali-kali."
Max Bisch, Direktur Utama FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
Mesin uji ZwickRoell di FLB GmbH
