MeðanSS540er virt burðarstál, bein notkun þess í nútíma bifreiðavarnarbjálkum (sérstaklega fyrir fólksbíla) er takmörkuð og sífellt sjaldgæfari. Það er meira dæmigert í ramma fyrir þunga-vinnubíla eða vörubíla.
Hins vegar, greining á fræðilegu hlutverki þess hjálpar til við að skilja efnisval fyrir hrunhæfni.
Hér er hvernig stál með eiginleikum SS540 gæti stuðlað að -árekstri og hvers vegna það er að mestu komið í stað háþróaðra efna:
Hvernig eiginleikar SS540 gætu aukið árangur gegn-árekstrum
Anti-árekstursgeislar (eða stuðarabitar, álagskassar) verða að stjórna árekstraorku með stýrðri aflögun. Lykilleiginleikar efnis eru: Afrakstursstyrkur, togstyrkur, lenging (sveigjanleiki) og þensluherðandi veldisvísir (n-gildi).
Orkuupptaka með plastaflögun:
Kostir SS540: Það hefur góða lengingu (meira en eða jafnt og 17-22%) og ágætis jafnvægi á ávöxtunarkröfu (~355 MPa) og togstyrk (meira en eða jafnt og 540 MPa). Þetta gerir geislanum kleift að gangast undir verulega plastbeygju og beygju áður en hann brotnar og gleypir hreyfiorku þegar hann krumpast.
Vélbúnaður: Við högg á litlum-til-meðalshraða aflagast geislinn plastískt og breytir hreyfiorku ökutækisins í aflögunarorku (hita). Sveigjanleiki þess kemur í veg fyrir brothætta bilun og gerir það kleift að krumpast.
Styrkur til að standast innrás:
Kostir SS540: Flutningsstyrkur hans veitir grunnlínuviðnám gegn hruni, sem hjálpar til við að viðhalda rými farþegarýmisins við árekstur að framan eða aftan með því að ýta hleðslubrautinni inn í hliðarteina.
Vélbúnaður: Styrkur bjálkans hjálpar til við að dreifa höggkraftinum yfir stærra svæði fram-/aftanbyggingar ökutækisins.
Mikilvægar takmarkanir SS540 fyrir nútíma bíla gegn-árekstursgeislum
Þrátt fyrir ofangreint er SS540 ekki ákjósanlegur kostur fyrir flest nútíma farþegaökutæki vegna þessara helstu ókosta:
Þyngdarvíti: Styrkleiki-til-þyngdarhlutfalls er tiltölulega lágt. Til að ná tilskildum styrkleika verða íhlutir að vera þykkari og þyngri og hafa neikvæð áhrif á eldsneytisnýtingu og gangverki ökutækja. Þetta er aðalástæðan fyrir hnignun þess.
Takmörkuð mótun fyrir flóknar rúmfræði: Nútíma stuðarabjálkar hafa flókna vatnsmótaða eða rúllumyndaða-þversnið (td B-laga, hatta-laga) til að hámarka stífleika og orkugleypni. Formhæfni SS540 er lakari en nútíma há-hástyrkstál (AHSS), sem gerir það erfitt að móta þessar fínstilltu snið án þess að sprunga eða of mikið afturhlaup.
Skortur á háþróaðri hrun-Áfangastjórnun: Nútíma ökutæki nota „árekstursfasa“ stefnu með mismunandi stálgráðum á mismunandi svæðum:
Teinn að framan: Mjög-sterkt stál til að koma í veg fyrir ágang í klefa.
Crush boxes/anti-árekstrarbitar: Miðlungs-styrkur, hár- sveigjanleg stál fyrir stjórnað orkuupptöku.
Andlit stuðara: Lítill-styrkur, hár-myndandi efni.
SS540 er „ein-eign“ efni sem ekki er auðvelt að stilla fyrir þessa fjöl-fasa stefnu.
Óæðri árangur samanborið við háþróað stál:
samanborið við tvískipt-fasa (DP) eða umbreytingu-framkallað mýkt (TRIP) stál: Þessar AHSS einkunnir bjóða upp á betri samsetningu: meiri styrk (500-1000+ MPa afrakstur) með miklu meiri lengingu og togherðingu. Þetta þýðir að þeir gleypa meiri orku á hverja þyngdareiningu - gullstaðallinn fyrir léttan árekstra.
vs. Martensitic Steels: Notað fyrir ofur-há-innbrotsvörn í stoðum og teinum, þar sem SS540 getur ekki keppt.
Nútíma efnissamhengi: Hvað hefur komið í stað SS540?
Í dag eru-árekstursgeislar aðallega gerðir úr:
Háþróað-hástyrkstál (AHSS): Eins og DP450, DP600 eða HSLA 350/450. Þetta býður upp á mun betra styrk / sveigjanleika / þyngd jafnvægi.
Álblöndur (5000/6000 röð): Fyrir hágæða/lúxus farartæki sem leita að hámarksþyngdarlækkun.
Samsett koltrefjaefni: Í ofur-miklum-afköstum eða sess forritum.
SS540 gæti enn verið að finna í:
Þungur vörubíll undirvagn eða stuðara styrkingar.
Lág-kostnaður atvinnubíla þar sem þyngd er minna mikilvæg en alger efniskostnaður.
Iðnaðarbílahlífar.
Samantekt: „Aukningin“ er afstæð og úrelt
| Eign | Framlag SS540 | Nútíma AHSS (td DP600) Yfirburðir |
|---|---|---|
| Orkuupptaka | Gott með sveigjanleika. | Frábært með sameinuðum miklum styrk og mikilli sveigjanleika. Dregur í sig meiri orku á hvert kg. |
| Innrásarviðnám | Í meðallagi. | Superior í sömu þyngd, eða jafn á léttari þyngd. |
| Þyngd skilvirkni | Aumingja. Þungt fyrir frammistöðu sína. | Kjarni kosturinn. Gerir létt, örugg hönnun. |
| Framleiðsla | Einfalt, en takmarkað við minna flókin form. | Samhæft við háþróaða mótun fyrir bjartsýni rúmfræði. |
Niðurstaða:
SS540 getur veitt fullnægjandi, sveigjanlega-byggt-árekstur gegn-árekstrum og var í gegnum tíðina notað í þessum tilgangi. Hins vegar „bætir“ það ekki frammistöðu samkvæmt nútíma bílaverkfræðistöðlum. Notkun þess í dag felur í sér-viðskipti með því að forgangsraða lágum efniskostnaði fram yfir þyngd ökutækis, skilvirkni og hámarks árekstraröryggi. Bílaiðnaðurinn hefur færst yfir í Advanced High-Strength Steels (AHSS) og önnur létt efni, sem auka afkastagetu í grundvallaratriðum með því að veita yfirburða orkuupptöku á hverja massaeiningu, sem gerir ökutækjum kleift að vera öruggari, léttari og skilvirkari.