Mức tiêu thụ nhiên liệu bị ảnh hưởng bởi khối lượng kết cấu
Trong thiết bị vận tải, nhiên liệu được tiêu thụ không chỉ để di chuyển hàng hóa hoặc hành khách mà còn để tăng tốc cho chính kết cấu phương tiện.
Thân xe tải, nội thất xe buýt, mô-đun toa xe lửa và cabin hàng hải chứa các tấm sàn, thành bên, tấm trần, vỏ thiết bị và hệ thống vách ngăn. Các thành phần này thường được sản xuất từ ván ép, thép tấm, tấm nhôm hoặc tấm sợi thủy tinh rắn.
Khi khối lượng của các bộ phận này tăng lên, hệ thống đẩy phải tạo ra lực bổ sung trong quá trình tăng tốc. Hiệu ứng này thể hiện rõ nhất ở các phương tiện khởi động và dừng liên tục, chẳng hạn như xe buýt thành phố, hệ thống đường sắt đô thị, xe tải giao hàng và phà chở khách.
Tấm tổ ong loại bỏ vật liệu khỏi các khu vực có áp suất thấp{0}}
Một tấm tổ ong là một tấm bánh sandwich bao gồm:
- Tấm mặt
- lõi tổ ong
- Tấm mặt
Trong quá trình uốn, các tấm mặt ngoài chịu tải trọng kéo và nén. Lõi truyền lực cắt giữa các lớp và duy trì khoảng cách giữa chúng.
Vùng trung tâm của tấm ván đặc đóng góp ít khả năng chống uốn hơn so với các bề mặt bên ngoài. Cấu trúc tổ ong loại bỏ vật liệu khỏi vùng ứng suất-thấp này và thay thế bằng các ô rỗng.
Thay vì sử dụng tấm panel dày 20–30 mm, nhà sản xuất có thể duy trì độ dày tấm đồng thời giảm khối lượng vật liệu bên trong cấu trúc.
Giảm trọng lượng xảy ra trong các tổ hợp-khu vực lớn
Cơ hội giảm trọng lượng lớn nhất thường được tìm thấy ở các bộ phận có diện tích bề mặt lớn.
Hệ thống sàn
Sàn xe thường kéo dài hết chiều rộng và chiều dài của cabin hoặc khu vực chở hàng.
Việc thay thế ván ép hoặc sàn composite đặc bằng ván tổ ong sẽ loại bỏ vật liệu trên diện tích bề mặt vài mét vuông. Việc giảm trọng lượng tích lũy trở nên đáng kể vì kết cấu sàn chiếm tỷ lệ lớn trong thể tích bên trong.
Tấm tường
Vách ngăn và vách ngăn bên trong chủ yếu ngăn cách các không gian thay vì chịu tải trọng chính của phương tiện.
Tấm tổ ong cho phép nhà sản xuất duy trì độ dày của thành đồng thời giảm khối lượng của các cụm không-chịu tải-.
Mô-đun trần
Tấm trần hỗ trợ hệ thống chiếu sáng, ống thông gió, dây điện và bảng điều khiển truy cập.
Sử dụng tấm tổ ong giúp giảm trọng lượng treo phải được đỡ bằng giá đỡ và hệ thống buộc chặt.
Khối lượng xe thấp hơn làm giảm nhu cầu năng lượng khi tăng tốc
Gia tốc của xe tuân theo định luật II Newton:
Lực=Khối lượng × Gia tốc
Khi yêu cầu về gia tốc không thay đổi, việc giảm khối lượng kết cấu sẽ làm giảm lực cần thiết từ động cơ, động cơ hoặc hệ thống đẩy.
Đối với những xe vận hành theo chu kỳ tăng tốc lặp đi lặp lại, hiện tượng giảm tốc xảy ra hàng nghìn lần trong suốt thời gian sử dụng của xe.
Các ví dụ điển hình bao gồm:
- Xe buýt đô thị dừng cách nhau vài trăm mét
- Tàu điện ngầm vào và rời ga
- Xe giao hàng hoạt động trên các tuyến nội thành
- Phà thực hiện hoạt động cập bến theo lịch trình
Trong những điều kiện vận hành này, việc giảm trọng lượng kết cấu trực tiếp làm giảm năng lượng cần thiết để đạt được tốc độ vận hành.
Bảng tổ ong được tích hợp khác với bảng đặc
Ván tổ ong không phải lúc nào cũng sử dụng các phương pháp buộc giống như ván ép hoặc ván ép đặc.
Vì lõi chứa các ô rỗng nên tải trọng tập trung xung quanh bu lông và ốc vít phải được truyền qua các vùng được gia cố.
Các nhà sản xuất thường tích hợp các tấm tổ ong bằng cách sử dụng:
- Kết dính kết cấu
- Chèn nhúng
- Hồ sơ cạnh nhôm
- Khu lắp đặt gia cố
Trước khi lắp ráp, các ô hở xung quanh các phần cắt và các cạnh của bảng điều khiển thường được bịt kín để ngăn hơi ẩm xâm nhập và nhiễm bẩn.
Các dạng lỗi phải được xem xét trong quá trình thiết kế
Chỉ giảm trọng lượng là không đủ cho các ứng dụng vận tải.
Các kỹ sư thường đánh giá một số dạng lỗi tiềm ẩn trước khi chọn cấu hình bảng tổ ong:
- Nghiền lõi dưới tải trọng tập trung
- Da bị oằn khi bị nén
- Tách lớp da-đến{1}}lõi
- Dây buộc kéo ra-
- Sự xâm nhập của nước qua các cạnh không được dán kín
Mật độ lõi, kích thước ô, độ dày tấm mặt{0}} và phương pháp gia cố đã chọn được xác định theo trường hợp tải trọng dự kiến và môi trường vận hành.
Ví dụ, sàn xe buýt hỗ trợ giao thông hành khách cần có sự gia cố khác với tấm trần hỗ trợ các thiết bị chiếu sáng.
Lựa chọn bảng tổ ong cho hệ thống giao thông
Việc lựa chọn hội đồng quản trị thường dựa trên:
- Khoảng bảng điều khiển
- Tải trọng thiết kế
- Độ dày lõi
- Vật liệu cốt lõi
- Chất liệu tấm mặt-
- Yêu cầu về hiệu suất chữa cháy
- Điều kiện tiếp xúc với độ ẩm
Lõi tổ ong Polypropylen thường được lựa chọn cho nội thất vận chuyển tiếp xúc với độ ẩm vì cấu trúc nhựa nhiệt dẻo không hút nước. Lõi tổ ong nhôm có thể được chỉ định
khi cần cường độ nén cao hơn xung quanh tải trọng cục bộ.
Cấu hình cuối cùng phụ thuộc vào cách bảng điều khiển truyền tải vào cấu trúc xe xung quanh.
Giải pháp bảng tổ ong HolyCore
HolyCore sản xuất vật liệu lõi tổ ong được sử dụng trong các tấm bánh sandwich cho các công trình giao thông và công nghiệp.
Lõi tổ ong có chức năng như lớp truyền lực cắt trong bảng điều khiển. Tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế, lõi có thể được kết hợp với da sợi thủy tinh, tấm nhựa nhiệt dẻo, mặt nhôm hoặc các vật liệu tấm khác.
Bằng cách thay thế các vùng lõi rắn bằng cấu trúc tế bào được thiết kế, các nhà sản xuất có thể giảm khối lượng tấm nền ở sàn, vách ngăn, trần nhà, vỏ thiết bị và các cụm nội thất xe trong khi vẫn duy trì độ dày cần thiết để tích hợp cấu trúc.
