E-モビリティ: FLB GmbH は、材料試験の柔軟性のために Z100 と HTM 5020 を使用しています

ケーススタディー

顧客: FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
場所: ジーゲン、ドイツ
産業： 自動車、プラスチック
トピック： バッテリー電気自動車（BEV）の構造部品のテストと検証

2024年11月

FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH (軽量エンジニアリング) は、衝突計算用のシミュレーション材料データシートを開発するために、金属と繊維強化プラスチックの材料特性評価に重点を置いています。これらのデータカードは、バッテリー電気自動車 (BEV) のアンダーライド保護システムを正確にシミュレートして改善するために検証されています。FLB GmbH は、この目的のために ZwickRoell HTM 5020 および Z100 高速引張試験機を使用しています。

タスク コンピテンシー ソリューション 結果製品

FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH

FLB GmbHは、自動車構造部品の分野における大手開発サービスプロバイダーであり、特に新エネルギー車向けの持続可能な軽量ソリューションの作成を専門としています。ジーゲン大学の軽量車両構造学科から派生した同社は、最新の研究開発動向に特権的にアクセスできます。FLB GmbH は、最新の CAD および FEM テクノロジを使用して、ベンチマークやリバースエンジニアリングから高度な製品開発や最適化まで、包括的なサービスを提供しています。プロセスシミュレーションに加えて、同社は業界の高い要求を満たし、革新的なソリューションを効率的に検証するための柔軟なテストオプションを提供しています。

ツビックローエルトップコンピテンシー

柔軟性: 試験機の最大限の適応性により、衝撃子の形状にほぼ無制限の可能性が生まれます。
堅牢性: 試験機は過酷な条件での日常使用向けに設計されています。
多用途: 軸試験、3 点曲げ、その他の方法を含むあらゆる種類の材料試験を実行できます。
熟練: 信頼性が高く迅速なサービス。
信頼性: トレーサブルな試験結果。

タスク

さまざまなひずみ速度によるアルミニウム合金の材料データシートの開発と検証

正確な材料特性評価は、安全で効率的な車両の開発において自動車業界で非常に重要です。FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau は、準静的条件から非常に動的な衝突シナリオまで、幅広いひずみ速度をカバーするアルミニウム合金の材料データシートを作成するという課題に直面していました。これらの材料データシートは、さまざまな負荷状況でのアルミニウムの挙動を正確に予測し、車両の安全性と効率性を継続的に最適化するために不可欠です。

具体的な課題:

高ひずみ速度での材料特性評価: 最初の大きな課題は、高ひずみ速度でのアルミニウム合金の挙動に関する正確で信頼性の高いデータを取得することでした。これらの速度では、材料はより遅い準静的条件下とは異なる挙動を示します。この分野で正確なデータを測定するには、高速でしばしば膨大な負荷を適切に記録するための特殊な機器と専門知識が必要です。
同じ条件下での材料データシートの検証: もう 1 つの重要なタスクは、準静的条件と高度に動的な条件の両方をシミュレートできるコンポーネントテストを通じて開発された材料データシートを検証することでした。この検証では、さまざまな負荷条件下で材料データシートが一貫して確実に機能することを保証する必要があります。
課題: さまざまな条件を正確に再現できるテスト環境を作成し、材料データシートを効果的にテストして実用化できるようにする。

ツビックローエルのソリューション

Z100 と HTM 5020 で複雑な試験要件を解決

これらの課題に対処するために、同社は 2 つの専用マシンを導入しました。Allroundline Z100 と HTM 5020 高速試験機です。これらのマシンは、複雑な試験要件を解決する上で決定的な役割を果たしました。

Z100 による準静的材料特性評価: Z100 は主に準静的テストに使用されました。ゆっくりと増加する負荷を正確に適用できるため、低速および低負荷での材料の挙動を詳細に調査するのに最適です。これらのテストは、日常の動作条件下でアルミニウム合金がどのように動作するかについての基本的な理解を確立する上で非常に重要でした。
HTM 5020 による高度に動的な材料特性評価: 準静的材料データを高度に動的な範囲に拡張するために、HTM5020 でさらに引張試験を実施しました。このマシンにより、FLB GmbH は、車両衝突時に発生するような極めて高速で高負荷下での材料挙動をテストすることができました。HTM 5020 は、クリティカルで安全に関連する状況での材料の挙動を予測するための材料データシートの開発に不可欠な重要なデータを提供しました。
準静的検証と侵入試験: このソリューションの革新的な側面の 1 つは、Z100 を追加使用してアンダーライド保護システムの侵入試験をセットアップしたことです。これは、ドロップタワーでの高度に動的なテストと同じ方法で行われます。ドロップタワーは、BEV のアンダーライド保護システムをテストする別のテストセットアップです。したがって、「侵入」とは、異物/衝突物が車両のバッテリーパックに侵入することを意味します。このシナリオは、Z100 で静的に、ドロップタワーで動的に再現およびテストされます。これにより、FLB GmbH は両方のテストタイプで同一条件下で材料データシートを検証することができました。Z100 とドロップタワーで同じテスト設定を使用することで、一貫性があり比較可能なデータが生成され、材料特性評価の信頼性と精度が大幅に向上しました。

試験結果：

精密なテストにより、アンダーライド保護システムが軽量化

FLB GmbH が Z100 や HTM 5020 などの高度に専門化されたテストシステムを使用することを決定したことで、科学的データの品質と製品開発のスピードの両方において優れた結果がもたらされました。これらのデバイスを組み合わせて使用することで、準静的から動的まで、負荷速度の全範囲にわたって材料を正確に特性評価し、コンポーネントレベルでその動作を有効的に記述することが可能になりました。

生成されたデータベースにより、FLB GmbH は材料特性評価の精度を大幅に向上できただけでなく、革新的な製品の開発を加速させることができました。これらの改善されたテストおよび開発プロセスによる明確な成果の 1 つは、既存のシリーズ製品よりも最大 20% 軽量なアンダーライド保護システムの事前開発プロジェクトの開始です。これは軽量構造と効率性の向上の分野で大きな進歩を示しており、これは改善されたテスト手順に直接起因しています。FLB GmbH の顧客は、この進歩に非常に満足しています。材料特性評価と製品開発の改善により、車両の安全性と性能を向上させながら総重量を軽減する、より高度で軽量なコンポーネントを実装できるようになりました。