การวิจัยการประยุกต์ใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์กับรถบรรทุกแบบกล่อง

1.บทนำ

การผลิตน้ำหนักเบาสำหรับยานยนต์เริ่มขึ้นในประเทศที่พัฒนาแล้ว และในตอนแรกนำโดยบริษัทยักษ์ใหญ่ด้านยานยนต์แบบดั้งเดิม ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มันได้รับแรงผลักดันที่สำคัญ นับตั้งแต่ที่ชาวอินเดียใช้อะลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นครั้งแรกในการผลิตเพลาข้อเหวี่ยงของยานยนต์ จนถึงการผลิตรถยนต์อะลูมิเนียมทั้งมวลจำนวนมากเป็นครั้งแรกในปี 1999 อะลูมิเนียมอัลลอยด์มีการเติบโตอย่างแข็งแกร่งในการใช้งานด้านยานยนต์ เนื่องจากมีข้อดี เช่น ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะและความแข็งสูง มีความยืดหยุ่นและทนต่อแรงกระแทกได้ดี สามารถรีไซเคิลได้สูง และมีอัตราการงอกใหม่สูง ภายในปี 2558 สัดส่วนการใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ในรถยนต์มีเกิน 35% แล้ว

ผลิตภัณฑ์น้ำหนักเบาสำหรับยานยนต์ของจีนเริ่มต้นเมื่อไม่ถึง 10 ปีที่แล้ว และทั้งระดับเทคโนโลยีและการใช้งานยังล้าหลังประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น เยอรมนี สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ การลดน้ำหนักของวัสดุจึงมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีการลดน้ำหนักยานยนต์ของจีนใช้ประโยชน์จากการเพิ่มขึ้นของยานพาหนะพลังงานใหม่ ซึ่งกำลังแสดงแนวโน้มที่จะไล่ตามประเทศที่พัฒนาแล้ว

ตลาดวัสดุน้ำหนักเบาของจีนมีมากมาย ในด้านหนึ่ง เมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้วในต่างประเทศ เทคโนโลยีการลดน้ำหนักของจีนเริ่มต้นช้า และน้ำหนัก Curb ของยานพาหนะโดยรวมก็ใหญ่กว่า เมื่อพิจารณาถึงเกณฑ์มาตรฐานของสัดส่วนวัสดุน้ำหนักเบาในต่างประเทศแล้ว ยังมีพื้นที่เหลือเฟือสำหรับการพัฒนาในประเทศจีน ในทางกลับกัน การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ของจีนซึ่งได้รับแรงหนุนจากนโยบาย จะช่วยเพิ่มความต้องการวัสดุน้ำหนักเบา และส่งเสริมให้บริษัทยานยนต์หันมาใช้วัสดุน้ำหนักเบา

การปรับปรุงมาตรฐานการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการใช้เชื้อเพลิงกำลังบังคับให้มีการเร่งการลดน้ำหนักของยานยนต์ จีนนำมาตรฐานการปล่อยก๊าซ China VI มาใช้อย่างเต็มรูปแบบในปี 2020 ตาม "วิธีการประเมินและตัวชี้วัดสำหรับการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล" และ "แผนงานเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานและยานพาหนะพลังงานใหม่" ซึ่งเป็นมาตรฐานการใช้เชื้อเพลิง 5.0 ลิตร/กม. เมื่อคำนึงถึงพื้นที่ที่จำกัดสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องยนต์และการลดการปล่อยมลพิษ การใช้มาตรการกับส่วนประกอบยานยนต์น้ำหนักเบาสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของยานพาหนะได้อย่างมีประสิทธิภาพ การลดน้ำหนักของยานพาหนะพลังงานใหม่ได้กลายเป็นเส้นทางสำคัญสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม

ในปี 2016 สมาคมวิศวกรรมยานยนต์ของจีนได้ออก "แผนงานเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานและยานพาหนะพลังงานใหม่" ซึ่งวางแผนปัจจัยต่างๆ เช่น การใช้พลังงาน ระยะการเดินทาง และวัสดุการผลิตสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ตั้งแต่ปี 2020 ถึง 2030 การมีน้ำหนักเบาจะเป็นทิศทางสำคัญ เพื่อการพัฒนายานยนต์พลังงานใหม่ในอนาคต การลดน้ำหนักสามารถเพิ่มระยะการล่องเรือและจัดการกับ "ความวิตกกังวลในระยะทาง" ในรถยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระยะการล่องเรือที่ขยายออกไป การมีน้ำหนักเบาของยานยนต์จึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วน และยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ก็เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตามข้อกำหนดของระบบคะแนนและ "แผนพัฒนาระยะกลางถึงระยะยาวสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์" คาดว่าภายในปี 2568 ยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ของจีนจะเกิน 6 ล้านคัน โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น อัตราเกิน 38%

2. ลักษณะและการใช้งานโลหะผสมอลูมิเนียม

2.1 ลักษณะของอลูมิเนียมอัลลอยด์

ความหนาแน่นของอลูมิเนียมคือหนึ่งในสามของเหล็ก ทำให้มีน้ำหนักเบาขึ้น มีความแข็งแรงจำเพาะสูงกว่า ความสามารถในการอัดขึ้นรูปที่ดี ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และรีไซเคิลได้สูง อลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะพิเศษคือประกอบด้วยแมกนีเซียมเป็นหลัก ทนความร้อนได้ดี มีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดี มีความแข็งแรงเมื่อยล้าที่ดี ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยการบำบัดความร้อน และสามารถเพิ่มความแข็งแรงผ่านการทำงานเย็นได้ ซีรีส์ 6 มีลักษณะเฉพาะโดยประกอบด้วยแมกนีเซียมและซิลิคอนเป็นหลัก โดยมี Mg2Si เป็นระยะเสริมกำลังหลัก โลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในหมวดหมู่นี้คือ 6063, 6061 และ 6005A แผ่นอลูมิเนียม 5052 เป็นแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ AL-Mg series โดยมีแมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก เป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ป้องกันสนิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด โลหะผสมนี้มีความแข็งแรงสูง มีความแข็งแรงเมื่อยล้าสูง มีความเป็นพลาสติกที่ดีและทนต่อการกัดกร่อน ไม่สามารถเสริมกำลังด้วยความร้อนได้ มีความเป็นพลาสติกที่ดีในการชุบแข็งงานกึ่งเย็น มีค่าความเป็นพลาสติกต่ำในการชุบแข็งในงานเย็น ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และคุณสมบัติการเชื่อมที่ดี ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น แผงด้านข้าง ฝาครอบหลังคา และแผงประตู อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 เป็นโลหะผสมเสริมความแข็งแรงที่รักษาด้วยความร้อนในซีรีส์ AL-Mg-Si โดยมีแมกนีเซียมและซิลิคอนเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก เป็นโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์เสริมความแข็งแรงที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน มีความแข็งแรงปานกลาง ส่วนใหญ่ใช้ในส่วนประกอบโครงสร้าง เช่น เสาและแผงด้านข้างเพื่อรับความแข็งแรง ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเกรดอลูมิเนียมอัลลอยด์แสดงไว้ในตารางที่ 1

2.2 การอัดขึ้นรูปเป็นวิธีการขึ้นรูปที่สำคัญของอลูมิเนียมอัลลอยด์

การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นวิธีการขึ้นรูปร้อน และกระบวนการผลิตทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมภายใต้แรงอัดสามทาง กระบวนการผลิตทั้งหมดสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้: อลูมิเนียมและโลหะผสมอื่นๆ จะถูกหลอมและหล่อเป็นแท่งโลหะผสมอลูมิเนียมที่ต้องการ ข. เหล็กแท่งที่ผ่านการอุ่นแล้วจะถูกใส่เข้าไปในอุปกรณ์การอัดขึ้นรูปเพื่อการอัดขึ้นรูป ภายใต้การกระทำของกระบอกสูบหลัก แท่งโลหะผสมอลูมิเนียมจะถูกสร้างขึ้นตามโปรไฟล์ที่ต้องการผ่านโพรงของแม่พิมพ์ ค. เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของโปรไฟล์อลูมิเนียม การบำบัดสารละลายจะดำเนินการในระหว่างหรือหลังการอัดขึ้นรูป ตามด้วยการบำบัดอายุ สมบัติทางกลหลังการบ่มจะแตกต่างกันไปตามวัสดุและระบบการชราภาพที่แตกต่างกัน สถานะการบำบัดความร้อนของโปรไฟล์รถบรรทุกแบบกล่องแสดงไว้ในตารางที่ 2

ผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมมีข้อดีมากกว่าวิธีการขึ้นรูปอื่นๆ หลายประการ:

ก. ในระหว่างการอัดขึ้นรูป โลหะที่อัดขึ้นรูปจะได้รับแรงอัดสามทางที่แข็งแกร่งและสม่ำเสมอมากขึ้นในบริเวณการเปลี่ยนรูปมากกว่าการรีดและการตีขึ้นรูป ดังนั้นจึงสามารถรองรับความเป็นพลาสติกของโลหะที่ผ่านการแปรรูปได้อย่างเต็มที่ สามารถใช้ในการประมวลผลโลหะที่เปลี่ยนรูปร่างยากซึ่งไม่สามารถแปรรูปโดยการรีดหรือการตีขึ้นรูปได้ และสามารถใช้สร้างส่วนประกอบหน้าตัดกลวงหรือแข็งที่ซับซ้อนต่างๆ ได้

ข. เนื่องจากรูปทรงของโปรไฟล์อลูมิเนียมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ส่วนประกอบจึงมีความแข็งสูง ซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแกร่งของตัวรถ ลดคุณลักษณะ NVH และปรับปรุงลักษณะการควบคุมแบบไดนามิกของยานพาหนะ

ค. ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพในการอัดขึ้นรูปหลังจากการชุบแข็งและการบ่มแล้ว จะมีความแข็งแรงตามยาว (R, Raz) สูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปโดยวิธีอื่นอย่างมีนัยสำคัญ

ง. พื้นผิวของผลิตภัณฑ์หลังจากการอัดขึ้นรูปมีสีที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการรักษาพื้นผิวป้องกันการกัดกร่อนอื่นๆ

จ. กระบวนการอัดขึ้นรูปมีความยืดหยุ่นสูง ต้นทุนเครื่องมือและแม่พิมพ์ต่ำ และต้นทุนการเปลี่ยนแปลงการออกแบบต่ำ

ฉ. เนื่องจากความสามารถในการควบคุมของหน้าตัดโปรไฟล์อลูมิเนียม ระดับการรวมส่วนประกอบจึงสามารถเพิ่มขึ้น จำนวนส่วนประกอบสามารถลดลง และการออกแบบหน้าตัดที่แตกต่างกันสามารถบรรลุตำแหน่งการเชื่อมที่แม่นยำ

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างโปรไฟล์อะลูมิเนียมอัดขึ้นรูปสำหรับรถบรรทุกแบบกล่องกับเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาแสดงไว้ในตารางที่ 3

ทิศทางการพัฒนาถัดไปของโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับรถบรรทุกแบบกล่อง: ปรับปรุงความแข็งแกร่งของโปรไฟล์เพิ่มเติมและเพิ่มประสิทธิภาพการอัดขึ้นรูป ทิศทางการวิจัยวัสดุใหม่สำหรับโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับรถบรรทุกแบบกล่องแสดงไว้ในรูปที่ 1

3.โครงสร้างรถบรรทุกกล่องอลูมิเนียมอัลลอยด์ การวิเคราะห์ความแข็งแรง และการตรวจสอบ

3.1 โครงสร้างรถบรรทุกกล่องอลูมิเนียมอัลลอยด์

ตู้คอนเทนเนอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยชุดประกอบแผงหน้า ชุดแผงข้างซ้ายและขวา ชุดแผงข้างประตูหลัง ชุดประกอบพื้น ชุดหลังคา ตลอดจนสลักเกลียวรูปตัว U การ์ดข้าง การ์ดหลัง แผ่นกันโคลน และอุปกรณ์อื่น ๆ เชื่อมต่อกับแชสซีชั้นสอง คานขวาง ตัวกล่อง เสา คานด้านข้าง และแผงประตูทำจากโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ ในขณะที่แผงพื้นและหลังคาทำจากแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ 5052 โครงสร้างของรถบรรทุกตู้อลูมิเนียมอัลลอยด์แสดงไว้ในรูปที่ 2

การใช้กระบวนการอัดรีดร้อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 6 สามารถสร้างหน้าตัดกลวงที่ซับซ้อนได้ การออกแบบโปรไฟล์อลูมิเนียมที่มีหน้าตัดที่ซับซ้อนสามารถประหยัดวัสดุ ตอบสนองความต้องการของความแข็งแรงและความแข็งของผลิตภัณฑ์ และตอบสนองความต้องการของการเชื่อมต่อร่วมกันระหว่าง ส่วนประกอบต่างๆ ดังนั้น โครงสร้างการออกแบบลำแสงหลักและโมเมนต์หน้าตัดของความเฉื่อย I และโมเมนต์ต้านทาน W จะแสดงในรูปที่ 3

การเปรียบเทียบข้อมูลหลักในตารางที่ 4 แสดงให้เห็นว่าโมเมนต์ความเฉื่อยและโมเมนต์ต้านทานของโปรไฟล์อะลูมิเนียมที่ออกแบบนั้นดีกว่าข้อมูลที่สอดคล้องกันของโปรไฟล์ลำแสงที่ทำด้วยเหล็ก ข้อมูลสัมประสิทธิ์ความแข็งจะเหมือนกับข้อมูลของโปรไฟล์ลำแสงที่ทำจากเหล็กที่เกี่ยวข้อง และทั้งหมดตรงตามข้อกำหนดการเปลี่ยนรูป

3.2 การคำนวณความเครียดสูงสุด

การคำนวณความเค้นสูงสุดโดยใช้ส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักคือคานขวางเป็นวัตถุ โหลดพิกัดคือ 1.5 ตัน และคานหน้าทำจากโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063-T6 ที่มีคุณสมบัติเชิงกลดังแสดงในตารางที่ 5 ลำแสงถูกทำให้ง่ายขึ้นเป็นโครงสร้างคานยื่นสำหรับการคำนวณแรง ดังแสดงในรูปที่ 4

เมื่อใช้คานช่วง 344 มม. โหลดแรงอัดบนคานจะคำนวณเป็น F=3757 N โดยอิงจาก 4.5t ซึ่งเป็นสามเท่าของโหลดคงที่มาตรฐาน q=ฟ/ลิตร

โดยที่ q คือความเค้นภายในของลำแสงภายใต้ภาระ, N/mm; F คือภาระที่คานรับ ซึ่งคำนวณจาก 3 เท่าของโหลดคงที่มาตรฐาน ซึ่งก็คือ 4.5 ตัน L คือความยาวของลำแสง mm

ดังนั้นความเครียดภายใน q คือ:

สูตรการคำนวณความเครียดมีดังนี้:

ช่วงเวลาสูงสุดคือ:

เมื่อพิจารณาค่าสัมบูรณ์ของโมเมนต์ M=274283 N·mm ความเค้นสูงสุด σ=M/(1.05×w)=18.78 MPa และค่าความเค้นสูงสุด σ<215 MPa ซึ่งตรงตามข้อกำหนด

3.3 ลักษณะการเชื่อมต่อของส่วนประกอบต่างๆ

อลูมิเนียมอัลลอยด์มีคุณสมบัติในการเชื่อมไม่ดี และความแข็งแรงของจุดเชื่อมมีเพียง 60% ของความแข็งแรงของวัสดุฐาน เนื่องจากการปกคลุมของชั้น Al2O3 บนพื้นผิวอลูมิเนียมอัลลอยด์ จุดหลอมเหลวของ Al2O3 จึงสูง ในขณะที่จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมต่ำ เมื่อเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์ Al2O3 บนพื้นผิวจะต้องแตกออกอย่างรวดเร็วจึงจะทำการเชื่อมได้ ในเวลาเดียวกัน สารตกค้างของ Al2O3 จะยังคงอยู่ในสารละลายอะลูมิเนียมอัลลอยด์ ซึ่งส่งผลต่อโครงสร้างของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ และลดความแข็งแรงของจุดเชื่อมอะลูมิเนียมอัลลอยด์ ดังนั้นเมื่อออกแบบภาชนะอลูมิเนียมทั้งชิ้นจึงคำนึงถึงคุณลักษณะเหล่านี้อย่างถ่องแท้ การเชื่อมเป็นวิธีการวางตำแหน่งหลัก และส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักเชื่อมต่อกันด้วยสลักเกลียว การเชื่อมต่อ เช่น โครงสร้างการโลดโผนและหางประกบ แสดงในรูปที่ 5 และ 6

โครงสร้างหลักของตัวกล่องอลูมิเนียมทั้งหมดใช้โครงสร้างที่มีคานแนวนอน เสาแนวตั้ง คานด้านข้าง และคานขอบที่เชื่อมต่อกัน มีจุดเชื่อมต่อสี่จุดระหว่างแต่ละลำแสงแนวนอนและเสาแนวตั้ง จุดเชื่อมต่อมีปะเก็นฟันเลื่อยประกบกับขอบหยักของคานแนวนอน ป้องกันการเลื่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดมุมทั้งแปดส่วนใหญ่เชื่อมต่อกันด้วยแกนเหล็กสอด ยึดด้วยโบลท์และหมุดย้ำแบบล็อคตัวเอง และเสริมด้วยแผ่นอะลูมิเนียมสามเหลี่ยมขนาด 5 มม. เชื่อมภายในกล่องเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับตำแหน่งมุมภายใน ลักษณะภายนอกของกล่องไม่มีรอยเชื่อมหรือจุดเชื่อมต่อที่เปลือยเปล่า จึงมั่นใจได้ถึงรูปลักษณ์โดยรวมของกล่อง

3.4 เทคโนโลยีวิศวกรรมซิงโครนัส SE

เทคโนโลยีวิศวกรรมซิงโครนัส SE ใช้เพื่อแก้ปัญหาที่เกิดจากการเบี่ยงเบนขนาดสะสมขนาดใหญ่สำหรับการจับคู่ส่วนประกอบในตัวกล่อง และความยากลำบากในการค้นหาสาเหตุของความล้มเหลวของช่องว่างและความเรียบ ด้วยการวิเคราะห์ CAE (ดูรูปที่ 7-8) การวิเคราะห์เปรียบเทียบจะดำเนินการกับตัวกล่องที่ทำจากเหล็กเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงและความแข็งโดยรวมของตัวกล่อง ค้นหาจุดอ่อน และใช้มาตรการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและปรับปรุงโครงร่างการออกแบบให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น .

4. เอฟเฟกต์น้ำหนักเบาของรถบรรทุกกล่องอลูมิเนียมอัลลอยด์

นอกจากตัวกล่องแล้ว อลูมิเนียมอัลลอยด์ยังสามารถนำมาใช้ทดแทนเหล็กสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ของตู้คอนเทนเนอร์ประเภทตู้คอนเทนเนอร์ เช่น บังโคลน บังโคลนท้าย บังโคลนด้านข้าง สลักประตู บานพับประตู และขอบกันสาดด้านหลัง ซึ่งช่วยลดน้ำหนักได้ 30% ถึง 40% สำหรับห้องเก็บสัมภาระ ผลการลดน้ำหนักของตู้สินค้าเปล่าขนาด 4080 มม.×2300 มม.×2200 มม. แสดงอยู่ในตารางที่ 6 ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาน้ำหนักที่มากเกินไป การไม่ปฏิบัติตามประกาศ และความเสี่ยงด้านกฎระเบียบของห้องเก็บสินค้าที่ทำจากเหล็กแบบดั้งเดิมโดยพื้นฐาน

การเปลี่ยนเหล็กกล้าแบบเดิมๆ ด้วยโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ ไม่เพียงแต่จะทำให้มีน้ำหนักเบาได้อย่างยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดเชื้อเพลิง ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และปรับปรุงสมรรถนะของยานพาหนะอีกด้วย ปัจจุบันมีความคิดเห็นต่าง ๆ เกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของการลดน้ำหนักเพื่อประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง ผลการวิจัยของ International Aluminium Institute แสดงในรูปที่ 9 การลดน้ำหนักยานพาหนะทุกๆ 10% สามารถลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงได้ 6% ถึง 8% จากสถิติภายในประเทศ การลดน้ำหนักของรถยนต์นั่งแต่ละคันลง 100 กิโลกรัม สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 0.4 ลิตร/100 กม. ประโยชน์ของการลดน้ำหนักเพื่อการประหยัดเชื้อเพลิงนั้นขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ได้จากวิธีการวิจัยที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความแตกต่างอยู่บ้าง อย่างไรก็ตาม การลดน้ำหนักของยานยนต์มีผลกระทบอย่างมากต่อการลดการใช้เชื้อเพลิง

สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า เอฟเฟกต์การทำให้มีน้ำหนักเบาจะเด่นชัดยิ่งขึ้น ในปัจจุบัน ความหนาแน่นของพลังงานต่อหน่วยของแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าแตกต่างอย่างมากจากความหนาแน่นของพลังงานเชื้อเพลิงเหลวแบบดั้งเดิม น้ำหนักของระบบไฟฟ้า (รวมแบตเตอรี่) ของยานพาหนะไฟฟ้ามักคิดเป็น 20% ถึง 30% ของน้ำหนักรถยนต์ทั้งหมด ในขณะเดียวกัน การก้าวข้ามปัญหาคอขวดด้านประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ถือเป็นความท้าทายระดับโลก ก่อนที่จะมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง การมีน้ำหนักเบาเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงระยะการเดินทางของยานพาหนะไฟฟ้า สำหรับการลดน้ำหนักทุกๆ 100 กิโลกรัม ระยะการล่องเรือของยานพาหนะไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น 6% ถึง 11% (ความสัมพันธ์ระหว่างการลดน้ำหนักและระยะการล่องเรือแสดงในรูปที่ 10) ปัจจุบัน กลุ่มยานยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ในการล่องเรือไม่สามารถตอบสนองความต้องการของคนส่วนใหญ่ได้ แต่การลดน้ำหนักลงจำนวนหนึ่งสามารถปรับปรุงระยะการล่องเรือได้อย่างมาก ลดความวิตกกังวลในการขับขี่ และปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้

5.บทสรุป

นอกจากโครงสร้างอะลูมิเนียมทั้งคันของรถบรรทุกกล่องอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่แนะนำในบทความนี้แล้ว ยังมีรถบรรทุกตู้หลายประเภท เช่น แผงรังผึ้งอะลูมิเนียม แผ่นหัวเข็มขัดอะลูมิเนียม โครงอลูมิเนียม + สกินอะลูมิเนียม และตู้สินค้าไฮบริดเหล็ก-อลูมิเนียม . มีข้อดีคือมีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงจำเพาะสูง และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และไม่ต้องใช้สีอิเล็กโตรโฟเรติกในการป้องกันการกัดกร่อน ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสีอิเล็กโตรโฟเรติก รถบรรทุกตู้อะลูมิเนียมอัลลอยด์แก้ปัญหาน้ำหนักเกินได้ในระดับพื้นฐาน การไม่ปฏิบัติตามประกาศ และความเสี่ยงด้านกฎระเบียบของห้องเก็บสินค้าที่ทำจากเหล็กแบบดั้งเดิม

การอัดขึ้นรูปเป็นวิธีการประมวลผลที่จำเป็นสำหรับอะลูมิเนียมอัลลอยด์ และโปรไฟล์อะลูมิเนียมก็มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ดังนั้นความแข็งของส่วนหน้าตัดของส่วนประกอบจึงค่อนข้างสูง เนื่องจากหน้าตัดที่แปรผัน อลูมิเนียมอัลลอยด์จึงสามารถผสมผสานฟังก์ชันส่วนประกอบต่างๆ เข้าด้วยกันได้ ทำให้เป็นวัสดุที่ดีสำหรับการลดน้ำหนักของยานยนต์ อย่างไรก็ตาม การใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์อย่างกว้างขวางต้องเผชิญกับความท้าทาย เช่น ความสามารถในการออกแบบที่ไม่เพียงพอสำหรับห้องเก็บสัมภาระอลูมิเนียมอัลลอยด์ ปัญหาการขึ้นรูปและการเชื่อม และต้นทุนการพัฒนาและการส่งเสริมการขายที่สูงสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่ เหตุผลหลักก็คืออลูมิเนียมอัลลอยด์มีราคาสูงกว่าเหล็ก ก่อนที่ระบบนิเวศการรีไซเคิลโลหะผสมอลูมิเนียมจะเติบโตเต็มที่

โดยสรุป ขอบเขตการใช้งานของอลูมิเนียมอัลลอยด์ในรถยนต์จะกว้างขึ้น และการใช้งานจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในแนวโน้มปัจจุบันของการประหยัดพลังงาน การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะผสมอะลูมิเนียมและวิธีแก้ปัญหาการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสำหรับปัญหาการใช้งานโลหะผสมอะลูมิเนียม วัสดุการอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียมจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในการลดน้ำหนักของยานยนต์

เรียบเรียงโดย May Jiang จาก MAT Aluminium