Giảm trọng lượng mà không làm mất độ cứng của bảng điều khiển
Tàu thủy, toa xe lửa, xe buýt và thân xe tải đều có cấu trúc sàn, tường, trần và vách ngăn có diện tích lớn. Khi các thành phần này được sản xuất từ ván ép, tấm sợi thủy tinh rắn hoặc tấm thép, trọng lượng của tấm sẽ tăng nhanh khi độ dày tăng.
Tấm tổ ong composite sử dụng cấu trúc bánh sandwich thay vì cấu trúc vững chắc. Các tấm mặt mỏng chịu tải trọng kéo và nén, trong khi lõi tổ ong tách các lớp da và truyền tải trọng cắt qua độ dày của tấm. Sự sắp xếp này làm tăng độ cứng uốn mà không cần lõi rắn.
Ví dụ: tấm bánh sandwich tổ ong 20 mm có thể đạt được độ cứng uốn cao hơn đáng kể so với tấm ép đặc có trọng lượng tương tự vì lớp vỏ-chịu tải được đặt xa trục trung tính hơn.
Bảng điều khiển bánh sandwich tổ ong hoạt động như thế nào
Một tấm tổ ong composite bao gồm ba lớp cấu trúc:
- Tấm mặt trên
- lõi tổ ong
- Tấm mặt dưới
Khi tấm chịu tải trọng uốn, lớp da phía trên bị nén trong khi lớp da phía dưới bị căng. Lõi tổ ong ngăn các lớp da di chuyển về phía nhau và truyền lực cắt giữa chúng.
Không giống như lõi xốp dựa vào khối lượng vật liệu liên tục, lõi tổ ong sử dụng cấu trúc tế bào được hình thành bởi các tế bào lục giác liên kết với nhau. Các ô trống làm giảm mức tiêu thụ vật liệu trong khi vẫn duy trì độ dày của tấm.
Cơ chế truyền tải-này cho phép bảng điều khiển hỗ trợ tải trọng phân bổ trên các tầng, vách ngăn và cấu trúc bên trong đồng thời giảm khối lượng tổng thể.
Vật liệu cốt lõi được sử dụng trong bảng hàng hải và vận tải
Các môi trường hoạt động khác nhau đòi hỏi vật liệu lõi tổ ong khác nhau.
Tổ ong Polypropylen (PP)
Lõi tổ ong PP được sản xuất từ các tấm polypropylen nhiệt dẻo được hàn thành cấu trúc tế bào.
Vật liệu này không hấp thụ nước và thường được sử dụng trong nội thất phà, sàn xe, tấm caravan và kết cấu thân xe tải, nơi có thể tiếp xúc với độ ẩm.
Tổ ong nhôm
Nhôm tổ ong được sản xuất từ những lá nhôm mỏng liên kết thành các ô lục giác.
Lõi kim loại cung cấp cường độ nén cao hơn và thường được tích hợp vào bên trong xe lửa, đồ nội thất hàng hải, vỏ thiết bị và vách ngăn kết cấu nơi cần có khả năng chịu tải điểm-cao hơn.
Tổ ong Aramid
Tổ ong Aramid được sản xuất từ giấy aramid tẩm nhựa phenolic.
Vật liệu này thường được chỉ định cho các hệ thống vận tải hàng không và{0}}hiệu suất cao, nơi yêu cầu giảm trọng lượng nghiêm ngặt hơn so với các yêu cầu trong ứng dụng xe thương mại.
Điều kiện hoạt động hàng hải
Các công trình biển phải chịu tác động của bụi muối, chu kỳ ẩm và rung động lặp đi lặp lại từ động cơ và tác động của sóng.
Trong những môi trường này, lỗi bảng điều khiển thường xảy ra thông qua
Tách lớp da-đến{1}}lõi
Nước xâm nhập qua các cạnh bị hư hỏng
Nghiền lõi dưới tải trọng tập trung
Dây buộc kéo ra-xung quanh các vị trí lắp đặt
Để giảm thiểu những rủi ro này, các tấm tổ ong thường được lắp đặt với các cạnh bịt kín, các chi tiết được gia cố và các điểm gắn kết được liên kết. Các khu vực hỗ trợ tải thiết bị thường được gia cố mật độ cục bộ hoặc chèn thêm để phân phối lực tập trung vào cấu trúc bảng.
Ứng dụng giao thông vận tải
Trong hệ thống giao thông vận tải, các tấm tổ ong thường được tích hợp vào-các cụm cấu trúc chính.
Các ví dụ phổ biến bao gồm:
Nội thất đường sắt
Các tấm được cắt, gia công và liên kết thành hệ thống sàn, giá để hành lý, mô-đun trần và vách ngăn. Trọng lượng bộ phận thấp hơn làm giảm tổng khối lượng của mỗi cỗ xe và giảm mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình tăng tốc.
Thân xe tải và xe moóc
Tấm tổ ong thay thế ván ép và tấm thép ở các bức tường bên, mái nhà và các cụm sàn. Việc giảm trọng lượng kết cấu làm tăng khả năng chịu tải sẵn có trong khi vẫn duy trì độ dày của tấm.
Nội thất xe buýt và xe khách
Các nhà sản xuất lắp đặt các tấm bánh sandwich ở bệ sàn, mô-đun trần, tấm dịch vụ và vách ngăn bên trong. Lõi di động giúp duy trì độ cứng của tấm trên các nhịp lớn không được hỗ trợ.
Cân nhắc cài đặt
Các tấm tổ ong không thể được lắp đặt theo cách tương tự như các tấm ván đặc.
Các chốt cơ khí cần được gia cố vì lõi tế bào cung cấp khả năng chống kéo ra có giới hạn. Các phương pháp cài đặt phổ biến bao gồm:
- Kết dính kết cấu
- Chèn nhôm nhúng
- Gia cố khung cạnh
- Thông qua-các điểm lắp bắt vít
Khi các lỗ mở cho cửa sổ, cửa sập hoặc thiết bị được gia công vào bảng điều khiển, các ô lõi lộ ra ngoài thường được bịt kín để ngăn chặn sự xâm nhập và ô nhiễm của hơi ẩm.
Lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào trường hợp tải
Không có cấu hình bảng tổ ong nào phù hợp cho tất cả các ứng dụng hàng hải và vận tải.
Lựa chọn bảng điều khiển thường được xác định bởi:
- Độ dài nhịp
- Tải trọng thiết kế
- Yêu cầu về tác động
- Yêu cầu về hiệu suất chữa cháy
- Điều kiện tiếp xúc với độ ẩm
- Phương pháp đính kèm
Ví dụ, tấm trần phà có thể ưu tiên trọng lượng thấp và khả năng chống ăn mòn, trong khi tấm sàn xe moóc có thể yêu cầu cường độ nén và khả năng chống mài mòn cao hơn.
Do đó, hiểu rõ đường dẫn tải, môi trường vận hành và phương thức kết nối là điều cần thiết trước khi chọn vật liệu lõi tổ ong và cấu hình vỏ.
Giải pháp lõi tổ ong HolyCore
HolyCore sản xuất vật liệu lõi tổ ong được sử dụng trong cấu trúc bánh sandwich composite cho các ứng dụng vận tải và hàng hải. Cấu hình lõi có thể được lựa chọn theo độ dày của tấm, kích thước ô, chất liệu vỏ và yêu cầu tải trọng.
Lõi tổ ong có chức năng như lớp truyền lực cắt bên trong cấu trúc bánh sandwich, cho phép các tấm composite duy trì độ dày trong khi giảm khối lượng vật liệu. Tùy thuộc vào ứng dụng, lõi có thể được tích hợp với sợi thủy tinh, nhôm, nhựa nhiệt dẻo hoặc các vật liệu ốp mặt khác để tạo thành các tấm kết cấu hoàn thiện.
