O consumo de combustível é influenciado pela massa estrutural
Nos equipamentos de transporte, o combustível é consumido não apenas para movimentar cargas ou passageiros, mas também para acelerar a própria estrutura do veículo.
Carrocerias de caminhões, interiores de ônibus, módulos de vagões e cabines marítimas contêm painéis de piso, paredes laterais, painéis de teto, coberturas de equipamentos e sistemas de divisórias. Esses componentes geralmente são fabricados em compensado, chapa de aço, placa de alumínio ou laminado sólido de fibra de vidro.
Quando a massa destes componentes aumenta, o sistema de propulsão deve gerar força adicional durante a aceleração. O efeito é mais visível em veículos que arrancam e param repetidamente, como autocarros urbanos, sistemas ferroviários urbanos, camiões de entrega e ferries de passageiros.
Placas Honeycomb removem material de regiões-de baixa tensão
Uma placa alveolar é um painel sanduíche composto por:
- Folha de rosto
- Núcleo de favo de mel
- Folha de rosto
Durante a flexão, as folhas da face externa suportam cargas de tração e compressão. O núcleo transfere cargas de cisalhamento entre as camadas e mantém a distância de separação entre elas.
A região central de uma placa sólida contribui menos para a resistência à flexão do que as superfícies externas. A construção em favo de mel remove o material dessa região-de baixa tensão e o substitui por células ocas.
Em vez de usar um painel sólido de 20 a 30 mm de espessura, os fabricantes podem manter a espessura do painel e, ao mesmo tempo, reduzir o volume de material dentro da estrutura.
A redução de peso ocorre em montagens de{0}áreas grandes
As maiores oportunidades para redução de peso são normalmente encontradas em componentes que cobrem grandes áreas de superfície.
Sistemas de piso
Os pisos dos veículos geralmente se estendem por toda a largura e comprimento da cabine ou área de carga.
A substituição de pisos de compensado ou compostos sólidos por placas alveolares remove material em vários metros quadrados de área de superfície. A redução acumulada do peso torna-se significativa porque a estrutura do piso ocupa uma grande percentagem do volume interior.
Painéis de parede
As paredes laterais e divisórias internas separam principalmente os espaços, em vez de transportar as cargas primárias do veículo.
Os painéis Honeycomb permitem que os fabricantes mantenham a espessura da parede e reduzam a massa de conjuntos que não suportam-carga-.
Módulos de teto
Painéis de teto suportam sistemas de iluminação, dutos de ventilação, chicotes elétricos e painéis de acesso.
O uso de placas alveolares reduz o peso suspenso que deve ser suportado por suportes e sistemas de fixação.
Menor massa do veículo reduz a demanda de energia durante a aceleração
A aceleração do veículo segue a segunda lei de Newton:
Força=Massa × Aceleração
Quando os requisitos de aceleração permanecem inalterados, a redução da massa estrutural diminui a força exigida do motor, motor ou sistema de propulsão.
Para veículos que operam sob ciclos repetidos de aceleração, a redução ocorre milhares de vezes ao longo da vida útil do veículo.
Exemplos típicos incluem:
- Ônibus urbanos parando a cada poucas centenas de metros
- Trens do metrô entrando e saindo das estações
- Veículos de entrega operando em rotas urbanas
- Balsas realizando operações de atracação programadas
Nestas condições operacionais, a redução do peso estrutural reduz diretamente a energia necessária para atingir a velocidade operacional.
As placas Honeycomb são integradas de maneira diferente dos painéis sólidos
As placas alveolares nem sempre podem usar os mesmos métodos de fixação que o compensado ou laminados sólidos.
Como o núcleo contém células ocas, as cargas concentradas em torno dos parafusos devem ser transferidas através de áreas reforçadas.
Os fabricantes normalmente integram painéis em favo de mel usando:
- Colagem adesiva estrutural
- Inserções incorporadas
- Perfis de borda de alumínio
- Zonas de montagem reforçadas
Antes da montagem, as células expostas ao redor dos recortes e bordas do painel são geralmente seladas para evitar a entrada de umidade e contaminação.
Os modos de falha devem ser considerados durante o projeto
A redução de peso por si só não é suficiente para aplicações de transporte.
Os engenheiros normalmente avaliam vários modos de falha potenciais antes de selecionar uma configuração de placa honeycomb:
- Britagem de núcleo sob cargas concentradas
- Flambagem da pele sob compressão
- Delaminação-ao{1}}núcleo
- Retirada do prendedor-
- Penetração de água através de bordas não vedadas
A densidade do núcleo selecionada, o tamanho da célula, a espessura da-chapa frontal e o método de reforço são determinados pelo caso de carga esperado e pelo ambiente operacional.
Por exemplo, um piso de ônibus que suporta o tráfego de passageiros requer reforço diferente de um painel de teto que suporta luminárias.
Selecionando uma placa Honeycomb para sistemas de transporte
A seleção do conselho normalmente é baseada em:
- Extensão do painel
- Carga de projeto
- Espessura do núcleo
- Material principal
- Material-de rosto
- Requisitos de desempenho contra incêndio
- Condições de exposição à umidade
Os núcleos alveolares de polipropileno são frequentemente selecionados para transporte em interiores expostos à umidade porque a estrutura termoplástica não absorve água. Núcleos de favo de mel de alumínio podem ser especificados
quando maior resistência à compressão é necessária em torno de cargas localizadas.
A configuração final depende de como o painel transfere as cargas para a estrutura circundante do veículo.
Soluções de placa Honeycomb HolyCore
A HolyCore fabrica materiais de núcleo em favo de mel usados em painéis sanduíche para transporte e estruturas industriais.
O núcleo do favo de mel funciona como a camada de-transferência de cisalhamento dentro do painel. Dependendo dos requisitos do projeto, o núcleo pode ser combinado com revestimentos de fibra de vidro, folhas termoplásticas, revestimentos de alumínio ou outros materiais de painel.
Ao substituir regiões de núcleo sólido por estruturas celulares projetadas, os fabricantes podem reduzir a massa do painel em pisos, divisórias, tetos, gabinetes de equipamentos e montagens internas de veículos, mantendo a espessura necessária para a integração estrutural.
