Teknik Bilgiler no image

Published on Ekim 13th, 2009 | tarafından Dr. Abdullah DEMİR

0

Fiber Composites for Ultralight Chassis Concepts

ZF is looking into new material options for chassis designs. At the Frankfurt Motor Show, the company revealed studies that use fiber composite materials to bring down the weight of the rear axles and dampers.

Modern chassis have to support driving safety and provide a dynamic driving feel, all the while enhancing comfort. These demanding requirements have taken their toll; chassis have put on weight over the years as the number of parts has grown and active components have been integrated.
ZF has developed a rear-axle concept reconciling this conflict through the use of new materials and functional integration. This compact rear axle features a wheel-guided transverse leaf spring made from glass fiber-reinforced plastic (GRP).

“This technology is ideally suited for vehicles with high demands on competitiveness,”said Dr.-Ing. Gerhard Gumpoltsberger of the projects advanced engineering team in Friedrichshafen. “Economy is assured by functional integration, alternative materials, and a slimmed-down manufacture and assembly process. The axle concept has a low number of structural elements and offers a weight benefit even when compared to rear twist beam designs.”

“Despite this, the axle characteristics are close to a multilink axle,”Gumpoltsberger continued. The GRP material of the spring is very stiff in longitudinal direction, but active in vertical direction. By supporting the spring with two pivot points, wheel dynamics are decoupled, and there is no torsion of the spring. Proper wheel location is ensured by two metal struts.

“One of the key goals of this study is to optimize the design for mass production,”said Gumpoltsberger, as this is the real challenge of integrating fiber composite materials into suspensions.

The second ultralight chassis component prototype shown at Frankfurt is an upside-down monotube McPherson damper with integrated wheel carrier made from carbon fiber-reinforced polymer (CFRP). It combines two benefits: The upside-down damper design facilitates low weight damper rods as the damper tube supports the lateral forces. By combining this with a wheel carrier made from CFRP, the total damper and wheel carrier module weighs only half that of a current lightweight aluminum design.
The CFRP structure is a result of finite element analysis: By starting with the load paths of the wheel carrier, the load bearing braces are fully aligned with the thrust vectors.

“Currently, the CFRP structure of our prototype is only loaded to around 30% of its capacity. Our target is to select a material that is loaded up to 75%,”said Dipl.-Ing. Hendrik Marquar of the ZF Sachs development team.

“In addition to its weight advantage, the prototype design includes a plastic bellows spring that increases NVH as it damps vibration much better than steel,”Marquar added. “To support crash diagnosis, the fibers of the wheel carrier can be woven with a signal fiber that emits an electric signal under overload just like a strain gauge. Active safety systems could also use this information as the signal fibers instantaneously detect which loads are effective in what direction.”

Reff:Joerg Christoffel; “Ultralight chassis concepts use fiber composites”;  http://www.sae.org/mags/aei/6976; 30-Eyl-2009 17:27 GMT



Yazar Hakkında

1973 yılında Trabzon’da doğdu. İlk, orta ve liseyi Trabzon’da tamamladı. 1992 yılında Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümünü kazandı. 1996 yılında Otomotiv Öğretmeni olarak mezun oldu. 1996-1999 yılları arasında “Toplu Taşım Araçlarında Otomatik Vites Kutusu Uygulaması ve İşletme Maliyetlerine Etkisi” konulu tez çalışmasıyla yüksek lisansını tamamladı. 1997-2000 yılları arasında Marmara Üniversitesinde Araştırma Görevlisi olarak çalıştı. 2009 yılında Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde “Fren Disklerine Uygulanan Kaplamaların Frenleme Performansına Etkisinin Deneysel İncelenmesi” konulu tezi vererek doktor unvanını aldı. Demir, İSPARK AŞ’de sırasıyla, Teknik İşler Şefi, İşletmeler Müdürü, Etüt Plan ve Proje Müdürü, Etüt ve Planlama Müdürü olarak çalıştı. 17.11.2011 tarihinde Marmara Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde Yardımcı Doçent unvanıyla öğretim üyeliğine başladı. Başta otomotiv olmak üzere, güç aktarma organları, alternatif yakıtlar, ulaşım ve otopark yönetimi alanlarında ulusal ve uluslararası dergilerde, kongre ve sempozyumlarda yayımlanmış 30 makale çalışması bulunmaktadır. Ayrıca “Otopark Uygulamalarında Teknoloji, Çevre ve Emniyet Faktörleri”, 52 bin kelimelik “Otomotiv ve Temel Teknik Bilimler Sözlüğü”, 2500 kelimelik “Otopark Endüstrisi Sözlüğü”, 11 bin kelimelik “Sistem Sistem Otomotiv Teknik Terimler ve Terminolojiler Sözlüğü” gibi yayımları da bulunmaktadır. Haftalık Otohaber dergisinde yaklaşık 4 yıl süre ile teknik danışmanlık ve okur soruları editörlüğü, www.otomotivbilgi.com web sitesinde yayımlanmış 43 haftalık yazısı, www.otoguncel.com ve www.nenedir.net web sitelerinin editörlüklerini yürütmektedir. Aynı zamanda Wushu spor dalında hem Uluslararası Hakem hem de Merkez Hakem Kurulu Üyesi’dir. Uluslararası Wushu Sanda Hakemlik Kuralları Tercümesi gibi yayımları olan Demir, İngilizce bilmektedir. Evli ve bir çocuk babasıdır.


Üste Git ↑