يتأثر استهلاك الوقود بالكتلة الهيكلية
في معدات النقل، لا يتم استهلاك الوقود لنقل البضائع أو الركاب فحسب، بل أيضًا لتسريع هيكل السيارة نفسه.
تحتوي أجسام الشاحنات والديكورات الداخلية للحافلات ووحدات عربات السكك الحديدية والكبائن البحرية على ألواح أرضية وجدران جانبية وألواح سقف وأغطية المعدات وأنظمة التقسيم. غالبًا ما يتم تصنيع هذه المكونات من الخشب الرقائقي أو صفائح الفولاذ أو ألواح الألومنيوم أو صفائح الألياف الزجاجية الصلبة.
وعندما تزداد كتلة هذه المكونات، يجب على نظام الدفع توليد قوة إضافية أثناء التسارع. ويكون التأثير أكثر وضوحًا في المركبات التي تبدأ وتتوقف بشكل متكرر، مثل حافلات المدينة، وأنظمة السكك الحديدية الحضرية، وشاحنات التوصيل، وعبّارات الركاب.
تعمل ألواح قرص العسل على إزالة المواد من المناطق-ذات الضغط المنخفض
لوحة قرص العسل عبارة عن لوحة شطيرة تتكون من:
- ورقة الوجه
- قلب قرص العسل
- ورقة الوجه
أثناء الثني، تحمل صفائح الوجه الخارجية أحمال الشد والضغط. ينقل القلب أحمال القص بين الجلود ويحافظ على المسافة الفاصلة بينها.
تساهم المنطقة الوسطى من اللوح الصلب في مقاومة الانحناء بشكل أقل من الأسطح الخارجية. يزيل البناء على شكل قرص العسل المواد من هذه المنطقة ذات الضغط المنخفض-ويستبدلها بخلايا مجوفة.
بدلاً من استخدام لوح صلب بسمك 20-30 مم، يمكن للمصنعين الحفاظ على سمك اللوحة مع تقليل حجم المادة داخل الهيكل.
يحدث انخفاض الوزن في التجمعات-المنطقية الكبيرة
عادةً ما توجد أكبر الفرص لتقليل الوزن في المكونات التي تغطي مساحات كبيرة.
أنظمة الأرضيات
غالبًا ما تمتد أرضيات المركبات عبر العرض والطول الكاملين للمقصورة أو منطقة الشحن.
يؤدي استبدال الخشب الرقائقي أو الأرضيات المركبة الصلبة بألواح قرص العسل إلى إزالة المواد عبر عدة أمتار مربعة من مساحة السطح. يصبح التخفيض التراكمي في الوزن ملحوظًا نظرًا لأن هيكل الأرضية يشغل نسبة كبيرة من الحجم الداخلي.
لوحات الحائط
تفصل الجدران الجانبية والفواصل الداخلية في المقام الأول المساحات بدلاً من حمل أحمال السيارة الأساسية.
تتيح الألواح على شكل خلية النحل للمصنعين الحفاظ على سمك الجدار مع تقليل كتلة التجميعات غير المحملة-للحمل-.
وحدات السقف
تدعم ألواح السقف أنظمة الإضاءة وقنوات التهوية وأحزمة الأسلاك ولوحات الوصول.
إن استخدام ألواح قرص العسل يقلل من الوزن المعلق الذي يجب دعمه بالأقواس وأنظمة التثبيت.
انخفاض كتلة السيارة يقلل الطلب على الطاقة أثناء التسارع
تسارع السيارة يتبع قانون نيوتن الثاني:
القوة=الكتلة × التسارع
عندما تظل متطلبات التسارع دون تغيير، فإن تقليل الكتلة الهيكلية يقلل من القوة المطلوبة من المحرك أو المحرك أو نظام الدفع.
بالنسبة للمركبات التي تعمل في ظل دورات تسارع متكررة، يحدث التخفيض آلاف المرات طوال عمر خدمة السيارة.
تشمل الأمثلة النموذجية ما يلي:
- تتوقف الحافلات الحضرية كل بضع مئات من الأمتار
- قطارات المترو تدخل وتغادر المحطات
- مركبات التوصيل العاملة على طرق المدينة
- العبارات التي تقوم بعمليات الإرساء المجدولة
في ظروف التشغيل هذه، يؤدي تقليل الوزن الهيكلي إلى تقليل الطاقة اللازمة للوصول إلى سرعة التشغيل بشكل مباشر.
يتم دمج ألواح قرص العسل بشكل مختلف عن الألواح الصلبة
لا يمكن دائمًا أن تستخدم ألواح قرص العسل نفس طرق التثبيت مثل الخشب الرقائقي أو الشرائح الصلبة.
ونظرًا لأن القلب يحتوي على خلايا مجوفة، فيجب نقل الأحمال المركزة حول البراغي والمسامير عبر المناطق المعززة.
عادةً ما يقوم المصنعون بدمج ألواح قرص العسل باستخدام:
- الترابط اللاصق الهيكلي
- إدراجات مدمجة
- ملامح حافة الألومنيوم
- مناطق التركيب المعززة
قبل التجميع، عادة ما يتم إغلاق الخلايا المكشوفة حول القواطع وحواف اللوحة لمنع دخول الرطوبة والتلوث.
يجب مراعاة أوضاع الفشل أثناء التصميم
تخفيض الوزن وحده لا يكفي لتطبيقات النقل.
يقوم المهندسون عادةً بتقييم العديد من أوضاع الفشل المحتملة قبل اختيار تكوين لوحة قرص العسل:
- سحق الأساسية تحت الأحمال المركزة
- التواء الجلد تحت الضغط
- الجلد-إلى-تصفيح القلب
- سحب المثبت-للخارج
- اختراق المياه من خلال الحواف غير المغلقة
يتم تحديد الكثافة الأساسية المحددة وحجم الخلية وسمك الطبقة السطحية- وطريقة التعزيز من خلال حالة التحميل المتوقعة وبيئة التشغيل.
على سبيل المثال، تتطلب أرضية الحافلة التي تدعم حركة الركاب تعزيزات مختلفة عن لوحة السقف التي تدعم تركيبات الإضاءة.
اختيار لوحة قرص العسل لأنظمة النقل
يعتمد اختيار مجلس الإدارة عادة على:
- مدى اللوحة
- تحميل التصميم
- سمك الأساسية
- المواد الأساسية
- مادة الوجه-الورقية
- متطلبات أداء النار
- ظروف التعرض للرطوبة
غالبًا ما يتم اختيار نوى قرص العسل من مادة البولي بروبيلين للتصميمات الداخلية للنقل المعرضة للرطوبة لأن الهيكل البلاستيكي الحراري لا يمتص الماء. يمكن تحديد نوى قرص العسل المصنوعة من الألومنيوم
عندما تكون هناك حاجة إلى قوة ضغط أعلى حول الأحمال الموضعية.
يعتمد التكوين النهائي على كيفية نقل اللوحة للأحمال إلى هيكل السيارة المحيط.
حلول لوحة قرص العسل HolyCore
تقوم شركة HolyCore بتصنيع المواد الأساسية على شكل قرص العسل المستخدمة في الألواح العازلة المستخدمة في النقل والهياكل الصناعية.
يعمل قلب قرص العسل كطبقة نقل -قص داخل اللوحة. اعتمادًا على متطلبات التصميم، يمكن دمج القلب مع جلود الألياف الزجاجية، أو صفائح اللدائن الحرارية، أو واجهات الألومنيوم، أو مواد الألواح الأخرى.
من خلال استبدال المناطق الأساسية الصلبة بهياكل خلوية هندسية، يمكن للمصنعين تقليل كتلة الألواح في الأرضيات والفواصل والأسقف ومرفقات المعدات والمجموعات الداخلية للمركبة مع الحفاظ على السُمك المطلوب للتكامل الهيكلي.
