燃料消費量は構造質量に影響される
輸送機器では、荷物や乗客を移動させるだけでなく、車両の構造自体を加速させるためにも燃料が消費されます。
トラックの車体、バスの内装、鉄道車両のモジュール、および船舶のキャビンには、床パネル、側壁、天井パネル、機器カバー、および間仕切りシステムが含まれています。これらのコンポーネントは、多くの場合、合板、鋼板、アルミニウム板、または固体のグラスファイバー積層板から製造されます。
これらのコンポーネントの質量が増加すると、推進システムは加速中に追加の力を生成する必要があります。この影響は、市バス、都市鉄道システム、配送用トラック、旅客フェリーなど、発進と停止を繰り返す車両で最も顕著に現れます。
ハニカムボードは低応力領域から材料を除去します-
ハニカムボードは、以下で構成されるサンドイッチパネルです。
- フェイスシート
- ハニカムコア
- フェイスシート
曲げ中、外側の表面シートには引張荷重と圧縮荷重がかかります。コアはスキン間のせん断荷重を伝達し、スキン間の分離距離を維持します。
ソリッドボードの中央領域は、外面ほど曲げ抵抗に寄与しません。ハニカム構造により、この低応力領域から材料が除去され、中空セルに置き換えられます。-
厚さ 20 ～ 30 mm の固体パネルを使用する代わりに、メーカーは構造内の材料体積を削減しながらパネルの厚さを維持できます。
軽量化は大面積のアセンブリで発生します-
軽量化の最大のチャンスは、通常、広い表面積をカバーするコンポーネントにあります。
フロアシステム
車両の床は、多くの場合、キャビンまたは貨物エリアの幅と長さ全体に広がっています。
合板または無垢複合床をハニカムボードに置き換えると、数平方メートルの表面積全体にわたって材料が除去されます。床構造が内部容積の大きな割合を占めるため、累積的な重量削減は大幅になります。
壁パネル
側壁と内部パーティションは、主に車両の荷重を運ぶのではなく、主にスペースを分離します。
ハニカム パネルを使用すると、メーカーは壁の厚さを維持しながら、非{0}}耐荷重-アセンブリの質量を削減できます。
天井モジュール
天井パネルは、照明システム、換気ダクト、ワイヤリング ハーネス、アクセス パネルをサポートします。
ハニカムボードを使用すると、ブラケットや固定システムで支えなければならない吊り下げ重量が軽減されます。
車両質量の低減により加速時のエネルギー需要が低減
車両の加速はニュートンの第 2 法則に従います。
力=質量 × 加速度
加速要件が変わらない場合、構造質量を減らすと、エンジン、モーター、または推進システムに必要な力が減少します。
加速サイクルを繰り返して運転する車両の場合、車両の耐用年数を通じてこの減少が何千回も発生します。
典型的な例は次のとおりです。
- 都市バスは数百メートルごとに停車します
- 駅に出入りする地下鉄の電車
- 市内路線を運行する配送車両
- 定期的な接岸作業を行うフェリー
このような動作条件では、構造的な軽量化により、動作速度に達するために必要なエネルギーが直接的に低下します。
ハニカムボードは固体パネルとは異なる方法で統合されます
ハニカムボードは、合板や無垢ラミネートと同じ固定方法を常に使用できるとは限りません。
コアには中空セルが含まれているため、ボルトやネジの周囲に集中した荷重は補強領域を介して伝達される必要があります。
メーカーは通常、以下を使用してハニカム パネルを統合します。
- 構造用接着剤による接合
- 埋め込みインサート
- アルミニウムエッジプロファイル
- 強化された取り付けゾーン
組み立て前に、カットアウトやパネル端の周囲の露出したセルは通常、湿気の侵入や汚染を防ぐために密閉されます。
設計時に故障モードを考慮する必要がある
軽量化だけでは輸送用途には十分ではありません。
エンジニアは通常、ハニカム ボード構成を選択する前に、いくつかの潜在的な故障モードを評価します。
- 集中荷重によるコアの破砕
- 圧縮による皮膚の座屈
- 皮膚{0}}から-の層間剥離
- ファスナーの引き出し-
- シールされていない端からの水の侵入
選択したコア密度、セル サイズ、表面シートの厚さ、補強方法は、予想される荷重ケースと動作環境によって決まります。{0}}
たとえば、乗客の交通をサポートするバスの床には、照明器具をサポートする天井パネルとは異なる補強が必要です。
輸送システム用のハニカムボードの選択
ボードの選択は通常、以下に基づいて行われます。
- パネルスパン
- 設計負荷
- コアの厚さ
- 芯材
- フェイスシート素材-
- 防火性能要件
- 湿気にさらされる条件
ポリプロピレン ハニカム コアは、熱可塑性構造が水を吸収しないため、湿気にさらされる輸送内装によく選択されます。アルミニウムハニカムコアを指定することもできます
局所的な荷重の周囲でより高い圧縮強度が必要な場合。
最終的な構成は、パネルが荷重を周囲の車両構造にどのように伝達するかによって異なります。
HolyCore ハニカム ボード ソリューション
HolyCore は、輸送および産業構造用のサンドイッチ パネルに使用されるハニカム コア材料を製造しています。
ハニカム コアは、パネル内のせん断伝達層として機能します。{0}設計要件に応じて、コアをグラスファイバースキン、熱可塑性シート、アルミニウム仕上げ材、またはその他のパネル材料と組み合わせることができます。
ソリッドコア領域を工学的に設計されたセル構造に置き換えることにより、メーカーは、構造統合に必要な厚さを維持しながら、床、パーティション、天井、機器筐体、および車両内装アセンブリのパネル質量を削減できます。
