E-mobilnost: FLB GmbH uporablja Z100 in HTM 5020 za prilagodljivost pri preskušanju materialov.
Študija primera
- Kupec: FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
- Lokacija: Siegen, Deutschland
- Industrija: Avtomobilizem, plastika
- Tema: Preskušanje in validacija strukturnih komponent za baterijska električna vozila (BEV)
November 2024
FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH (lahki inženiring) se osredotoča na materialno karakterizacijo kovin in plastike, ojačane z vlakni, da bi razvili podatkovne liste simulacijskega materiala za izračune trkov. Te podatkovne kartice so potrjene za natančno simulacijo in izboljšanje sistemov zaščite pred podvozjem v baterijskih električnih vozilih (BEV). FLB GmbH v ta namen uporablja stroja za visokohitrostno in natezno preskušanje ZwickRoell HTM 5020 in Z100.
FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
FLB GmbH je vodilni ponudnik razvojnih storitev na področju avtomobilskih strukturnih komponent, specializiran za ustvarjanje trajnostnih, lahkih rešitev, zlasti za vozila z novo energijo. Kot odcepljena družba Katedre za konstrukcijo lahkih vozil na Univerzi v Siegenu ima podjetje privilegiran dostop do najnovejših trendov raziskav in razvoja. FLB GmbH ponuja celovite storitve, ki segajo od primerjalne analize in obratnega inženiringa do naprednega razvoja izdelkov in optimizacije z uporabo najnovejših tehnologij CAD in FEM. Poleg simulacije procesov podjetje ponuja prilagodljive možnosti preskušanja za izpolnjevanje visokih zahtev industrije in učinkovito potrjevanje inovativnih rešitev.
ZwickRoell vrhunske kompetence
- Fleksibilnost: največja prilagodljivost preskusnih strojev s skoraj neomejenimi možnostmi za geometrijo udarne glave.
- Robustni: preskusni stroji so zasnovani za vsakodnevno uporabo v težkih pogojih.
- Vsestranski: sposobnost izvajanja vseh vrst preaeskušanja materialov, vključno z osnim preskušanjem, 3-točkovnim upogibanjem in drugimi metodami.
- Proficient: zanesljiva in hitra storitev podjetja ZwickRoell.
- Zanesljivo: sledljivi rezultati preskusov.
Naloga
Razvoj in validacija podatkovnih listov o materialih za aluminijeve zlitine z različnimi deformacijskimi stopnjami
Natančna karakterizacija materiala je v avtomobilski industriji izjemno pomembna za razvoj varnih in učinkovitih vozil. FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau se je soočil z nalogo izdelave listov s podatki o materialih za aluminijeve zlitine, ki pokrivajo širok razpon deformacijskih stopenj – od kvazistatičnih pogojev do zelo dinamičnih scenarijev trčenja. Ti listi s podatki o materialih so ključnega pomena za natančno napovedovanje obnašanja aluminija v različnih situacijah obremenitve in pomagajo pri stalni optimizaciji varnosti in učinkovitosti vozila.
Posebni izzivi:
- Karakterizacija materiala pri visokih deformacijskih stopnjah: prvi večji izziv je bil pridobiti natančne in zanesljive podatke o obnašanju aluminijevih zlitin pri visokih deformacijskih stopnjah. Pri teh hitrostih se materiali obnašajo drugače kot v počasnejših, kvazistatičnih pogojih. Merjenje natančnih podatkov na tem področju zahteva specializirano opremo in strokovno znanje za ustrezno beleženje hitrih in pogosto ogromnih obremenitev.
- Validacija listov s podatki o materialih pod enakimi pogoji: druga kritična naloga je bila validacija listov s podatki o materialih, razvitih s preskusi komponent, ki lahko simulirajo tako kvazistatične kot zelo dinamične pogoje. Ta validacija mora zagotoviti, da listi s podatki o materialu delujejo dosledno in zanesljivo pri različnih pogojih obremenitve.
Izziv: ustvarite preskusna okolja, ki lahko natančno posnemajo te različne pogoje, tako da je mogoče liste s podatki o materialih učinkovito preskušati in sprostiti za praktično uporabo.
ZwickRoell rešitev
Rešite kompleksne zahteve preskušanja z Z100 in HTM 5020
Da bi se soočilo s temi izzivi, je podjetje implementiralo dva specializirana stroja: Allroundline Z100 in visokohitrostni preskusni stroj HTM 5020. Ti stroji so imeli odločilno vlogo pri reševanju kompleksnih zahtev preskušanja.
- Kvazistatična karakterizacija materiala z Z100: Z100 je bil primarno uporabljen za kvazi-statične preskuse. Zaradi njegove zmožnosti natančne uporabe počasi naraščajočih obremenitev je bil idealen za podrobno preiskavo obnašanja materiala pri nižjih hitrostih in obremenitvah. Ti preskusi so bili ključni pri vzpostavitvi osnovnega razumevanja, kako bi se aluminijeve zlitine obnašale v vsakodnevnih delovnih pogojih.
- Visoko dinamična karakterizacija materiala s HTM 5020: da bi podatke o kvazistatičnem materialu razširili v zelo dinamično območje, so bili na HTM5020 opravljeni dodatni natezni preskusi. Ta stroj je FLB GmbH omogočil preskušanje obnašanja materiala pod izjemno hitrimi in visokimi obremenitvami, kot so tiste, ki se pojavijo pri trčenju vozila. HTM 5020 je zagotovil pomembne podatke, ki so bistveni za razvoj podatkovnih listov o materialu, da bi lahko predvideli obnašanje materiala v kritičnih in varnostno pomembnih situacijah.
- Kvazistatična validacija in preskušanje vdorov: en inovativen vidik rešitve je bila dodatna uporaba Z100 za nastavitev preskusa vdora na sistemu za zaščito pred podvozjem. To poteka na enak način kot visoko dinamični preskusi na stolpu s padajočo utežjo. Stolp s padajočo utežjo je ločena preskusna postavitev, v kateri se preskušajo sistemi zaščite pred podvozjem za BEV - torej se "vdor" nanaša na prodiranje tujega predmeta/udarca v baterijski sklop vozila. Ta scenarij je reproduciran in preskušen statično z Z100 in dinamično na stolpu. To je podjetju FLB GmbH omogočilo validacijo podatkovnih listov o materialu pod enakimi pogoji za obe vrsti preskusov. Z uporabo istih preskusnih nastavitev v Z100 in stolpu so bili ustvarjeni dosledni in primerljivi podatki, kar je bistveno izboljšalo zanesljivost in natančnost karakterizacije materiala.
Rezultat
Lažji sistemi za zaščito pred podvozjem po zaslugi natančnega preskušanja
Odločitev FLB GmbH za uporabo visoko specializiranih preskusnih sistemov, kot sta Z100 in HTM 5020, je privedla do izjemnih rezultatov, tako v smislu kakovosti znanstvenih podatkov kot hitrosti razvoja izdelka. Skupna uporaba teh naprav je omogočila natančno karakterizacijo materialov v celotnem spektru hitrosti obremenitve, od kvazistatičnih do dinamičnih, in veljavno opisati njihovo obnašanje na ravni komponent.
Ustvarjena baza podatkov je podjetju FLB GmbH omogočila ne le znatno izboljšanje natančnosti karakterizacije materiala, ampak tudi pospešitev razvoja inovativnih izdelkov. Eden od jasnih rezultatov teh izboljšanih procesov preskušanja in razvoja je začetek predrazvojnega projekta za sisteme za zaščito podvozja, ki so do 20 odstotkov lažji od obstoječih serijskih izdelkov. To predstavlja pomemben napredek na področju lahke konstrukcije in povečane učinkovitosti, kar gre neposredno pripisati izboljšanim preskusnim postopkom.
Stranke FLB GmbH so bile z doseženim napredkom izjemno zadovoljne. Izboljšana karakterizacija materialov in razvoj izdelkov sta jim omogočila implementacijo naprednejših in lažjih komponent, ki povečujejo varnost in zmogljivost vozila, hkrati pa pomagajo zmanjšati skupno težo.
»Zanesljivi in v primeru Z100 zelo prilagodljivi stroji ZwickRoell nam omogočajo izvajanje izjemno učinkovitih preskusov za naše stranke. Zmožnost preslikave širokega razpona deformacijskih stopenj v karakterizaciji materiala in hkrati prikaz validacij na ravni komponent omogoča našim strankam in nam, da vedno znova prepoznamo nove potenciale lahke konstrukcije.«
Max Bisch, Generalni direktor FLB Gesellschaft für Fahrzeugleichtbau mbH
Stroji za preskušanje ZwickRoell pri FLB GmbH
