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버스 구조에 스테인레스 스틸을 사용하면 장점이 있습니다. 뮌헨 대학과 함께 공급업체 Outokumpu가 실시한 연구
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버스 구조에 스테인레스 스틸을 사용하면 장점이 있습니다. 뮌헨 대학과 함께 공급업체 Outokumpu가 실시한 연구

Jul 26, 2023

아래는 독일 크레펠트 소재 Outokumpu 소재 Advanced Materials의 자동차 사업 부문 영업 관리자인 Stefan Schuberth의 기고문입니다. Dr.-Ing. Klemens Rother, 독일 뮌헨 응용과학대학교; Werner Pohl 박사, FCMS GmbH, 뮌헨, 독일. 스테인레스 스틸 제조업체 Outokumpu는 CAD/CAE 솔루션 전문업체인 뮌헨 대학교 FCMS와 최초의 프로젝트를 수행했습니다.

아래는 독일 크레펠트 소재 Outokumpu 소재 Advanced Materials의 자동차 사업 부문 영업 관리자인 Stefan Schuberth의 기고문입니다. Dr.-Ing. Klemens Rother, 독일 뮌헨 응용과학대학교; Werner Pohl 박사, FCMS GmbH, 뮌헨, 독일.

스테인레스 스틸 제조업체 Outokumpu는 CAD/CAE 솔루션 전문업체인 FCMS, 뮌헨 응용과학대학교 및 RotherCONSULT와 함께 최초의 프로젝트를 수행하여버스 구조에 스테인리스강을 사용하는 장점.

결과는 일반적으로 탄소강으로 제조되는 관형 버스 프레임 요소를 대체하기 위해 고강도 스테인리스강을 사용하는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다.1,000kg 이상에서 최대 35%까지 무게 감소– 비용 경쟁력을 유지하면서.

전통적으로 약버스의 90%가 탄소강으로 만들어졌습니다. . 그러나 스테인리스강은 버스 제조업체와 운영업체 모두에게 여러 가지 이점을 제공합니다. 특히 내식성은 지속 가능성을 제공할 뿐만 아니라 유지 관리 시간과 비용을 줄여줍니다. 또한, 중량을 크게 절감할 수 있는 고강도 스테인리스강 등급이 시중에서 판매되고 있습니다. 이는 프로젝트 팀이 수행하는 가상 개발에서 설명됩니다.

관형 버스 구조에 적합한 후보 재료는 그림 1에 표시되어 있습니다. 일반적으로 저렴하지만 부식에 강한 탄소강이 사용됩니다. 일반적으로 등급은 S355와 더 높은 강도의 S460이며, 두 이름 모두 최소 항복 강도를 나타냅니다. 목록의 다음 재료는 강도가 낮은 스테인리스강입니다. 마지막으로, 내부식성이 높은 린 듀플렉스 Forta LDX 2101을 포함한 고강도 스테인리스강 제품군이 있습니다. 고강도 성능을 위해 개발된 Forta H800도 있는데, 이것이 스테인리스강에 비해 내식성이 낮은 것으로 나타나는 이유입니다.

이 프로젝트는 기존 버스 구조에 대한 가장 어려운 비교를 제공하는 S460 탄소강과 비교하여 Forta H800의 무게 및 비용 이점을 평가하는 데 중점을 두었습니다. 최근 개발된 등급 S700은 Forta H800과 비슷한 항복 강도를 제공하지만 연신율과 충돌 흡수/충격 저항 잠재력이 훨씬 낮은 것으로 간주될 수도 있습니다.

Forta H800은 안전이 중요한 차량 구조 부품용으로 개발된 완전 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 충격 발생 시 초고강도와 매우 높은 에너지 흡수력을 결합하여 경량 엔지니어링 및 설계에 새로운 기회를 열어줍니다. 또한 니켈을 사용하지 않아 니켈을 합금 원소로 사용하는 등급과 관련된 가격 변동성을 제거하는 이점도 있습니다.

Forta H800의 주요 특징은 충돌 충격을 받을 때 재료 구조가 지속적으로 경화되도록 하는 TWIP(Tinning Induced Plasticity) 강화 메커니즘입니다.

Forta H800이 적합한 대체 재료로 확인됨에 따라 FCMS, 뮌헨 응용 과학 대학, RotherCONSULT 및 Outokumpu가 협력하여 결정했습니다.버스 구조에 어떻게 가장 잘 사용될 수 있는지 . 주요 목표는 스테인레스 스틸을 사용하여 다음을 수행할 수 있는 방법을 조사하는 것이었습니다.

FCMS는 파라메트릭 모델링을 수행했습니다. 대학에서는 두 재료의 용접된 관형 조인트에 대한 피로 테스트를 수행했으며 RotherCONSULT는 구조 검증을 위한 시스템 요구 사항, 단순화된 분석 전략 및 절차를 개발하고 정리했습니다. Outokumpu는 자료, 관련 지식 및 데이터를 제공했습니다.

버스 구조의 성능을 시뮬레이션하기 위해 파라메트릭 지오메트리 모델링과 빠르고 자동이며 강력한 분석 방법을 포함한 도구 조합이 사용되었습니다. AI(인공지능)를 사용하여 설계 대안과 관련 시뮬레이션 모델을 자동으로 생성했습니다. 수천 개의 설계를 평가하고 반복해야 하므로 이 작업을 수동으로 수행하는 것은 불가능했습니다.