Estructuras de superficie de doble cara con recortes en chapas de acero laminado en frío para el encaje en componentes híbridos
Autores: Ringel, Aron; Shayan, Sindokht; Bailly, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estructuras de superficie de doble cara con recortes en chapas de acero laminado en frío para el encaje en componentes híbridos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estrategias de reducción de peso
Sector del transporte
Emisiones de gases de efecto invernadero
Diseño multimaterial
Sector automotriz
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Las estrategias de reducción de peso son esenciales para el sector del transporte para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero o extender el alcance de los vehículos eléctricos. En el campo de las estrategias de ensamblaje ligero, el diseño multi-material ofrece un gran potencial. Unir materiales típicamente utilizados en el sector automotriz, como el aluminio y el acero, presenta desafíos, ya que los procesos convencionales como la soldadura por fusión no son adecuados. Por lo tanto, las nuevas tecnologías pueden ampliar las opciones de diseño. En estudios anteriores, se presentó un entrelazado mecánico entre estructuras de superficie laminadas en frío con cavidades en una chapa de acero y aluminio fundido a presión. Este método se ha ampliado ahora a estructuras de doble cara para aplicaciones más complejas con una unión en ambas superficies de la chapa. Se realizaron simulaciones numéricas y experimentos de validación para investigar la fabricación de las estructuras de doble cara. Además, se analizó la influencia de la alineación de las estructuras superior e inferior entre sí sobre la geometría estructural resultante y las fuerzas de rodadura. Se observaron parámetros geométricos más ventajosos, por ejemplo, cavidades un 24% más grandes y fuerzas de conformado aproximadamente un 24.1% más bajas con una reducción de altura del 20% para una alineación desplazada. Sin embargo, se produjo un desgaste significativamente mayor de los rodillos estructurados en los experimentos correspondientes.
Descripción
Las estrategias de reducción de peso son esenciales para el sector del transporte para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero o extender el alcance de los vehículos eléctricos. En el campo de las estrategias de ensamblaje ligero, el diseño multi-material ofrece un gran potencial. Unir materiales típicamente utilizados en el sector automotriz, como el aluminio y el acero, presenta desafíos, ya que los procesos convencionales como la soldadura por fusión no son adecuados. Por lo tanto, las nuevas tecnologías pueden ampliar las opciones de diseño. En estudios anteriores, se presentó un entrelazado mecánico entre estructuras de superficie laminadas en frío con cavidades en una chapa de acero y aluminio fundido a presión. Este método se ha ampliado ahora a estructuras de doble cara para aplicaciones más complejas con una unión en ambas superficies de la chapa. Se realizaron simulaciones numéricas y experimentos de validación para investigar la fabricación de las estructuras de doble cara. Además, se analizó la influencia de la alineación de las estructuras superior e inferior entre sí sobre la geometría estructural resultante y las fuerzas de rodadura. Se observaron parámetros geométricos más ventajosos, por ejemplo, cavidades un 24% más grandes y fuerzas de conformado aproximadamente un 24.1% más bajas con una reducción de altura del 20% para una alineación desplazada. Sin embargo, se produjo un desgaste significativamente mayor de los rodillos estructurados en los experimentos correspondientes.