Первые пластмассовые реактивные штанги, выдерживающие высокую нагрузку: ContiTech Vibration Control и BASF используют материал Ultramid CR и инструмент моделирования Integrative Simulation  при работе по заказу компании Opel.

Моделирование нагрузки на экране монитора

Концерн BASF, совместно с известным поставщиком систем - ContiTech Vibration Control (подразделение компании Continental AG), разработал первую пластмассовую реактивную штангу для автомобиля, изготавливаемую из пластмассы и способную выдерживать высокую механическую нагрузку. Эта автомобильная деталь предохраняет двигатель и коробку передач от повреждений, а также гасит вибрации и снижает уровень шумов структурного происхождения.

До настоящего времени в производстве тех компонентов, которые подвергаются высоким нагрузкам (подвеска двигателя, подвеска привода, реактивные штанги), применялись алюминий или сталь.

В своей разработке концерн BASF использовал новый специальный продукт Ultramid® A3WG10 CR (материал из группы полиамидов), а также расширенную версию инструмента моделирования под названием "Integrative Simulation".

Деталь, изготовленная из нового материала, весит на 35% меньше своей алюминиевой предшественницы, и уже запущена в серийное производство таких моделей автомобилей, как Opel Vectra и Saab 9 3. Подвеска двигателя является основным соединительным звеном между блоком двигателя/трансмиссии и кузовом автомобиля. Помимо высоких нагрузок, элементы подвески подвергаются температурным воздействиям в интервале от  30°C до 120°C [от -22°F до 248°F], а также загрязнению маслами и другими химикатами.

Новинка: элементы подвески двигателя, выполненные из специального пластика

Производители автомобилей неизменно стремятся к использованию конструкций и деталей, имеющих более легкий вес. Тем не менее, для изготовления воспринимающих нагрузки структурных элементов (в том числе и для подвески двигателя) они по-прежнему выбирают такие материалы, как сталь и алюминий.

До недавнего времени считалось невозможным использовать термопласты в производстве деталей, подвергающихся высокой механической нагрузке.

В ходе разработок предпосылками для точного расчета параметров таких деталей стали: высококачественные модели материалов, эффективные инструменты моделирования (например, Integrative Simulation), и не в последнюю очередь – новые, специально созданные сорта пластмасс (такие, как Ultramid® A3WG10 CR).

Материалы из линейки Ultramid CR были тщательно исследованы с целью точного определения зависимости их свойств от ориентации волокон и скорости деформирования. Кроме того, эти материалы, в сравнении с другими выпускаемыми на рынок полиамидами, характеризуются более высокими эксплуатационными качествами и меньшим среднеквадратичным отклонением по механическим свойствам.

Точный подбор сырья и строгий контроль условий производства обеспечивают неизменно высокий уровень качества тех компонентов, которые изготавливаются из пластиков Ultramid. Расчетные показатели характеристик этих материалов очень хорошо совпадают с данными экспериментов.

Моделирование прочности с помощью инструмента   Integrative Simulation

Комплексные расчеты и моделирование – наиболее важные элементы новой разработки – были проведены с помощью инструмента Integrative Simulation. Стремясь надежно спрогнозировать прочность подвески двигателя, испытывающей высокие нагрузки, специалисты концерна BASF в очередной раз усовершенствовали данный инструмент.
Сейчас широко применяется методика определения размеров деталей, при которой расчет прочности производится независимо от процесса моделирования, на основании усредненных данных о характеристиках материала. Однако, чтобы наилучшим образом использовать качества армированных волокнами полиамидных материалов, необходимо точно учитывать ориентацию волокон в различных частях детали. Дело в том, что механические свойства материала весьма заметно различаются в зависимости от расположения волокон.

Для решения этой задачи был применен Integrative Simulation - инструмент моделирования, объединяющий результаты моделирования заполнения с расчетом по методу конечных элементов, при котором учитывается ориентация волокон по всему объёму детали.

Итоговые результаты, наряду с данными о воздействии температуры и величины нагрузки, используются для определения размеров компонента и формы. Комплексные ресурсные испытания, а также завершающие тесты автомобилей, проведенные компанией Adam Opel AG, подтвердили очень высокую надежность результатов, полученных с помощью инструмента Integrative Simulation.

По материалам www.basf.ru

Автор: www.Newchemistry.ru