KamērSS540ir cienījams konstrukciju tērauds, tā tieša izmantošana mūsdienu automašīnu pretsadursmes sijām (īpaši vieglajām automašīnām) ir ierobežota un arvien retāka. Tas ir vairāk raksturīgs lieljaudas-vai komerciālo transportlīdzekļu rāmjiem.
Tomēr tā teorētiskās lomas analīze palīdz izprast materiālu atlasi triecienizturībai.
Lūk, kā tērauds ar SS540 īpašībām varētu veicināt pret-sadursmes veiktspēju un kāpēc to lielā mērā aizstāj modernāki materiāli.
Kā SS540 īpašības varētu uzlabot pretsadursmju veiktspēju
Pret-sadursmes sijām (vai bufera sijām, saspiešanas kastēm) ir jāpārvalda trieciena enerģija, izmantojot kontrolētu deformāciju. Galvenās materiāla īpašības ir: stiepes izturība, stiepes izturība, pagarinājums (elastība) un deformācijas sacietēšanas koeficients (n-vērtība).
Enerģijas absorbcija plastmasas deformācijas rezultātā:
SS540 priekšrocības: Tam ir labs pagarinājums (lielāks par vai vienāds ar 17-22%) un pienācīgs ražības (~355 MPa) un stiepes (lielāks vai vienāds ar 540 MPa) izturības līdzsvars. Tas ļauj staru kūlim ievērojami plastiski izliekties un izliekties pirms lūzuma, absorbējot kinētisko enerģiju, kad tas saburzās.
Mehānisms: zema{0}}līdz-mērena ātruma trieciena laikā stars plastiski deformējas, pārvēršot transportlīdzekļa kinētisko enerģiju deformācijas enerģijā (siltumā). Tā elastība novērš trauslumu, ļaujot pakāpeniski saburzīt.
Spēks pretoties ielaušanai:
SS540 priekšrocības: tā tecēšanas robeža nodrošina bāzes pretestību sabrukšanai, palīdzot saglabāt pasažieru salona izdzīvošanas telpu frontālā vai aizmugures triecienā, iespiežot kravas ceļu sānu sliedēs.
Mehānisms: sijas izturība palīdz sadalīt trieciena spēku plašākā transportlīdzekļa priekšējās/aizmugurējās konstrukcijas zonā.
SS540 kritiskie ierobežojumi mūsdienu automobiļu pretsadursmes sijām
Neskatoties uz iepriekš minēto, SS540 nav optimāla izvēle lielākajai daļai mūsdienu pasažieru transportlīdzekļu šādu galveno trūkumu dēļ:
Svara sods: tā stipruma{0}}un-svara attiecība ir salīdzinoši zema. Lai sasniegtu nepieciešamo izturību, detaļām jābūt biezākām un smagākām, negatīvi ietekmējot degvielas efektivitāti un transportlīdzekļa dinamiku. Tas ir galvenais tās samazināšanās iemesls.
Ierobežota formējamība sarežģītām ģeometrijām: lai optimizētu stingrību un enerģijas absorbciju, mūsdienu bufera sijām ir sarežģīti hidroformēti vai -veidoti ruļļi- (piemēram, B-forma, cepure-forma). SS540 formējamība ir zemāka par modernajiem uzlabotajiem augstas stiprības{8} tēraudiem (AHSS), tādēļ ir grūti izveidot šos optimizētos profilus bez plaisāšanas vai pārmērīgas atsperes.
Uzlabotas avārijas{0}fāzes pārvaldības trūkums: mūsdienu transportlīdzekļos tiek izmantota "avārijas fāzes" stratēģija ar dažādu kategoriju tēraudu dažādās zonās.
Priekšējās sliedes: ļoti{0}}stiprs tērauds, lai novērstu salona iekļūšanu.
Sasmalcināšanas kārbas/pret-sadursmes sijas: vidējas-stiprības, augstas -elastības tēraudi kontrolētai enerģijas absorbcijai.
Bufera priekšpuse: zemas-izturības, augstas{1}}formējamības materiāli.
SS540 ir "viena-īpašuma" materiāls, ko nevar viegli pielāgot šai daudzfāžu stratēģijai.
Zemāka veiktspēja, salīdzinot ar uzlabotajiem tēraudiem:
salīdzinājumā ar divfāzu-fāzu (DP) vai transformācijas-inducētās plastiskuma (TRIP) tēraudiem: šīs AHSS kategorijas piedāvā izcilu kombināciju: lielāka izturība (500-1000+ MPa iznākums) ar daudz lielāku pagarinājumu un deformācijas sacietēšanu. Tas nozīmē, ka tie absorbē vairāk enerģijas uz svara vienību — zelta standartu vieglai triecienizturībai.
pret martensīta tēraudiem: izmanto īpaši-augstas-izturības aizsardzībai pret ielaušanos balstos un sliedēs, kur SS540 nevar konkurēt.
Mūsdienu materiālu konteksts: kas ir aizstājis SS540?
Mūsdienās pretsadursmes sijas{0}}pārsvarā ir izgatavotas no:
Advanced High Strength Steels (AHSS): piemēram, DP450, DP600 vai HSLA 350/450. Tie piedāvā daudz labāku izturības / elastības / svara līdzsvaru.
Alumīnija sakausējumi (5000/6000 sērija): Premium/luksusa transportlīdzekļiem, kas vēlas maksimāli samazināt svaru.
Oglekļa šķiedras kompozītmateriāli: īpaši-augstas{1}}veiktspējas vai nišas lietojumos.
SS540 joprojām var būt atrodams:
Smagās kravas automašīnas šasijas vai bufera pastiprinājumi.
Zemu-izmaksu komerciālie transportlīdzekļi, kuru svars ir mazāk svarīgs nekā absolūtās materiālu izmaksas.
Rūpniecisko transportlīdzekļu aizsargi.
Kopsavilkums: "Uzlabojums" ir relatīvs un novecojis
| Īpašums | SS540 ieguldījums | Mūsdienu AHSS (piemēram, DP600) pārākums |
|---|---|---|
| Enerģijas absorbcija | Laba elastība. | Lielisks, apvienojot augstu izturību un augstu elastību. Absorbē vairāk enerģijas uz kg. |
| Izturība pret ielaušanos | Mērens. | Labāks ar tādu pašu svaru vai vienāds ar mazāku svaru. |
| Svara efektivitāte | Nabaga. Smags savam sniegumam. | Galvenā priekšrocība. Nodrošina vieglu, drošu dizainu. |
| Ražošana | Vienkāršas, bet ierobežotas ar mazāk sarežģītām formām. | Savietojams ar uzlaboto formēšanu optimizētām ģeometrijām. |
Secinājums:
SS540 var nodrošināt atbilstošu, elastīgu -pamatotu pret-sadursmes veiktspēju, un vēsturiski tika izmantots šim nolūkam. Tomēr tas "neuzlabo" veiktspēju atbilstoši mūsdienu autobūves standartiem. Tā izmantošana mūsdienās ir kompromiss-, dodot priekšroku zemām materiālu izmaksām, nevis transportlīdzekļa svaram, efektivitātei un optimālai avārijas drošībai. Automobiļu rūpniecība ir pārgājusi uz uzlabotiem augstas stiprības{7} tēraudiem (AHSS) un citiem viegliem materiāliem, kas būtiski uzlabo veiktspēju, nodrošinot izcilu enerģijas absorbciju uz masas vienību, nodrošinot drošākus, vieglākus un efektīvākus transportlīdzekļus.