9 johtopäätöstä vuoden 2021 IABC-konferenssista

1. Vähemmän hallintaa autonvalmistajalle = nopea tie markkinoille
2. Sähköautomallit ovat turvallisempia kuin niiden polttomoottoriversiot
3. IIHS:n Side Impact 2.0 -testi – määritelmä ja konteksti
4. Äärimmäisen suuret BIW-osat ovat täällä
5. Digitaaliset kaksoset nopeuttavat BIW-validointiprosessia
6. Nopea yhtälö ohutseinäisten autorakenteiden sivuttaisesta puristuslujuudesta
7. Näin saat vaikuttavia etuja BIW-mittareissa: 2022 Honda MDX
8. Ford C2 -alustan mukauttaminen itsekantavalle kuorma-auton korille: 2022 Ford Maverick
9. Optimoitu energian vaimennus: 2021 Nissan Rogue
   
   

IABC-johtopäätös #1

Ford kehitti vuoden 2022 Maverick-mallin 20 kuukautta nopeammin vähentämällä hallintotyötä

Vuoden 2022 Ford Maverick kehitettiin 20 kuukautta nopeammin kuin mikään muu auto Fordin historiassa. Fordin varapääjohtaja Jim Baumbick, Enterprise Product Life Management, kertoo:

”...vähän tunnettu tarina on se, että jätimme välistä 95 prosenttia ylemmän johdon foorumeista, joita käytetään perinteisesti tuotehyväksyntiin. Olemme luoneet ympäristön, jossa johtajisto oli periaatteessa mukana vain viikoittain [kerran viikossa].

Joka perjantai järjestettiin kahden tunnin tilaisuus. Jos johtajan oli osallistuttava työhön tai hän halusi tietää missä mennään, hän saattoi tulla paikalle tuolloin ja saada tarvitsemansa tiedot. Mikä tärkeintä, [kehitys-] tiimi laati itse työjärjestyksen sen mukaan, mitä apua johtoryhmältä tarvittiin lopullisen tavoitteen saavuttamiseksi [eli auton kehittämiseksi 25 kuukautta nopeammin kuin koskaan ennen].”

Maverickin valmistajan suosittelema lähtöhinta on 19 995 (!).

IABC-johtopäätös #2

Sähköautomallit ovat turvallisempia kuin niiden polttomoottoriversiot

David Zuby Highway Safety-Highway Loss Data Institute -instituutista (IIHS-HLDI) kertoi sähköautojen eduista samanmerkkisiin polttomoottorimalleihin verrattuna:

1. Vähemmän vakuutuskorvausvaatimuksia.
2. Suunnilleen samat korjauskustannukset kuin polttomoottorimalleissa.
3. 22 % vähemmän henkilövahinkojen korvausvaatimuksia.
4. 40 % pienemmät henkilövahinkosuojaa koskevat vaatimukset (ns. ”no fault” -vakuutus).
5. 41 % pienemmät sairausvakuutusmaksut.

IHS-HLDI:n johtopäätös: Sähköautojen vakuutuksen on oltava edullisempi kuin niiden polttomoottorilla toimivien vastineiden.

Sähköautot kuitenkin aiheuttavat törmäyksessä enemmän vaurioita muille ajoneuvoille, todennäköisesti siksi, että niiden (akku)painot ovat suurempia. [SSAB:lla mietitään, miten autosuunnittelijat voivat ratkaista tämän haasteen tulevaisuuden sähköautomalleissa.]

Zuby jatkoi: Chevrolet Bolt-, Nissan Leaf- ja Tesla-mallit 3 ja 4 pärjäävät segmentin polttomoottoriautoihin verrattuna (eikä vain samannimisiin versioihin, jos sovellettavissa) erittäin hyvin. Leaf-mallien kohdalla, jotka ovat olleet markkinoilla riittävän kauan tilastollisesti merkityksellisten tietojen keräämiseksi, kuolemantapaukset ovat harvinaisia verrattuna saman segmentin polttomoottoriautoihin.

Sähköautojen ja niiden polttomoottorilla toimivien vastineiden välillä ei myöskään ole merkittävää eroa törmäyksiin liittymättömien tulipalojen osalta. Tällä hetkellä ei ole tarpeeksi tietoa, jotta voitaisiin tehdä johtopäätöksiä onnettomuuden jälkeisistä tulipaloista ja kuolemantapauksista sähköajoneuvojen kohdalla: onnettomuuden jälkeisten palokuolemien määrä (joissa tulipalo oli haitallisin yksittäinen tapahtuma) on yksinumeroinen sähköautojen osalta.

IABC-johtopäätös #3

Side Impact 2.0 -testi: Valmistajat pyrkivät huippulukuihin

Becky Mueller hahmotteli merkittävimmät muutokset Side Impact 1.0-testistä 2.0-testiin, jossa IIHS-HLDI pyrkii vastaamaan keskikokoisen katumaasturin, kuten Ford Explorerin kokoa ja muotoa. 2.0-testi:

1. Liikkuvan esteen eli törmäysvaunun aiheuttamaa kohtisuoraa törmäysnopeutta on kasvatettu 50 km/h:sta 60 km/h:iin.
2. Liikkuvan esteen paino on kasvatettu 1900 kilogrammaan, mikä vastaa katumaasturien ja avolava-autojen entistä suurempaa määrää nykyään. Yhdessä nopeuden ja painon muutokset tarkoittavat, että IIHS:n uusi Side Impact 2.0 -testi tuottaa 82 % enemmän energiaa kuin 1.0-testi.
3. Liikkuvaan esteeseen lisätään jousitus, joka tekee rullaamisesta tasaisempaa (eli vähentää pomppimista).
4. Päivitykset 20 vuotta vanhaan liikkuvaan esteeseen kuvastavat nykyisiä katumaasturi- ja avolava-automalleja. Esteen kokonaiskorkeutta on nyt madallettu, sitä on paksunnettu ja sen jäykkyyttä muutettu.

IIHS-HLDI on havainnut, että B-pilarin suurin tunkeutuminen on erittäin tehokas kuolemantapausten estimoija – ja että 20 cm pienempi intruusio vähentää kuolemantapauksia 25 %.

IIHS-HLDI:n ensimmäisen 15 pienen katumaasturin Side Impact 2.0 -sivutörmäystestin tulokset vaihtelivat: vain kolmesta senttimetristä (B-pilarista testinuken keskiviivaan, ts. ei hyvä) 23 cm:iin, mitä pidetään ”poikkeuksellisena” (”hyvä” tulos on enemmän kuin mitä tarvitaan pienen naispuolisen testinuken selviytymistilaksi).

Mitä vähemmän B-pilari työntyy sisään sivutörmäyksissä, sitä paremmat selviytymismahdollisuudet ovat. Etäisyys matkustajan lantioon on keskeinen tekijä. Kuvat: Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia, USA www.iihs.org.

Vaikka nykyiset pienet katumaasturit suojasivat hyvin päätä ja ylävartaloa, alavartalo ja lantio ovat joissakin malleissa haavoittuvaisia, kuten Side Impact 2.0 -testissä todettiin, ja vaativat toimia korin turvaosissa.

Suurempi hyvän suorituskyvyn prosenttiosuus (kaavioiden oikealla puolella) merkitsee vähäisempää loukkaantumisriskiä. HIC on lyhenne sanoista Heat Injury Criterion. Kaaviot: Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia, USA www.iihs.org.

Kuten IIHS-HLDI on aiemmin kertonut, ovien muodonmuutos näyttää suuremmalta 2.0-testauksessa. IIHS-HLDI käyttää uutta Side Impact 2.0 -testiä Top Safety Pick 2023 -arvioissaan.

IABC-johtopäätös #4

Uudet äärimmäisen suuret BIW-komponentit yksinkertaistavat auton työstöä ja kokoonpanoa

Gestampilla on uusia ideoita ovien suhteen. He valmistavat kuumaprässättyjä ovikehikoita, joiden limiliitoksissa on vahvikkeet, Paul Belanger kertoo. Tämä on jatkoa Extreme Size BIW -tuotteille, joihin kuuluu nyt yhtenäisiä ovikehikoita, yksiosaisia lattioita ja rengaskehyksiä.

Ovikehikoissa ”äärimmäinen” tavoite on vähentää runko-osien määrää, yksinkertaistaa tuotantoa ja kokoonpanoa, pienentää kustannuksia, parantaa turvallisuutta ja vähentää hiilidioksidipäästöjä. Turvavaatimusten täyttämiseksi optimoiduissa ovikehikoissa Gestamp on integroinut kahdeksan osaa yhteen muottikarkaistuun teräsosaan käyttämällä erittäin suuria työkaluja.

Uuden teknologiaratkaisun ansiosta Gestamp tarjoaa markkinoille täysin uuden vaihtoehdon, jossa yksinkertaisia pistehitsattuja aihioita käytetään limittäin RSW-aihioiden kanssa. Gestampin uudet sarjatuotantolinjat eivät edellytä sulamista, vaan ne voidaan tehdä paikan päällä pistehitsauksella, mikä mahdollistaa sekä aihion että hitsauksen helpon säätämisen tarpeen mukaan. Maksimaalisesti integroitu ovikehikkorakenne on kustannustehokas ja parantaa rakenteen jäykkyyttä tärkeimmillä alueilla.

Gestampin limiliitosten vahvikeratkaisu poistaa sulamisen tarpeen, mikä yksinkertaistaa hitsausprosessia. Vahvikkeet voidaan suunnitella lisäämään jäykkyyttä kriittisissä paikoissa. Kuvat: Gestamp.

IABC-johtopäätös #5

Virtuaaliset kokoonpanoviitteet nopeuttavat BIW-validointiprosessia

Kuvittele korin digitaalinen kokoonpanomenetelmä, joka validoi prosessisi ja ennakoi ja ehkäisee ongelmia, joita yleensä ilmenee vasta, kun fyysiset osat ovat saapuneet. Näin Todd McClanahan kuvasi AutoForm Assemblyn virtuaalisia kokoonpanoviitteitä, joita voitaisiin kutsua digitaalisiksi kaksosiksi.

Virtuaalinen kokoonpanoviite, Virtual Assembly Reference eli VAR ohjaa kokoonpanon haluttuun nimellistarkkuuteen. Näiden uusien kohdegeometrioiden löytäminen – projektin suunnitteluvaiheessa – antaa valmistajille mahdollisuuden eliminoida useita työkalumuutosten iteraatioita, mikä säästää aikaa ja kustannuksia. VAR parantaa suunnittelijoiden ymmärrystä yksittäisten osien ja koko kokoonpanon välisestä suhteesta ja luo osille uusia kohdegeometrioita osana tehokasta suunnittelun kompensointistrategiaa. Tavoitteena on vähentää osien muutoksia myöhäisessä kehitysvaiheessa, mikä vähentää työkalu- ja laitekustannuksia ja auttaa saavuttamaan hyvän kypsyysasteen ja kestävyyden aikaisemmin. Viime kädessä tämä lyhentää läpimenoaikoja.

IABC-johtopäätös #6

Nopea arviointi ohutseinäisille autorakenteille

Ford ja Altair Engineering esittelivät yhdessä uuden yhtälön, jolla voidaan nopeasti arvioida monikennoisten ohutseinämäisten rakenteiden sivuttainen puristuslujuus 3-pisteisessä taivutuskuormituksessa. Tavoitteena oli luoda hyödyllinen työkalu erilaisten suunnittelukokoonpanojen nopeaan arviointiin.

Yhtälö perustuu ohutlevyn nurjahduksen rakennemekaniikan perusperiaatteeseen ja sitä on täydennetty empiirisilla tekijöillä ohutseinäisten monikennorakenteiden geometristen rajoituksien kuvaamiseksi. Ohutseinäisten osien suurimman sivuttaisen puristuslujuuden ennustamiseen tarkoitettu puoliempiirinen yhtälö on varmennettu tiedoilla, jotka on kerätty fyysisistä testeistä ja elementtimenetelmämalleista.

IABC-johtopäätös #7

2022 Honda MDX: vaikuttavia etuja BIW-mittareissa

IABC 2021 -tapahtumassa kaikki autovalmistajat puhuivat törmäystestien arvosanoista. Honda tähtää parhaisiin tuloksiin yhdistämällä innovatiivista korin muotoilua ja lujempia materiaalileja. Vuoden 2022 uusi MDX-malli sisältää 60,9 % erikoislujaa terästä ja 8,8 % alumiinia. Niiden ansiosta MDX tarjoaa seuraavat edut:

• 68 %:n lisäys ylemmän kuormituspolun aksiaalisessa puristuksessa
• 29 % suurempi apurungon kuormituspolun mukaan hallittu taipuminen
• 34 % suurempi sivukynnyksen kantavuus
• 10 % suurempi A-pilarin kantavuus

Uusi 1,0 mm:n 780T MPa:n AHSS-teräs alempaan kojelautaan keventää painoa 3,3 kg (korvaa aiemman 1,2 mm:n 590Y-paneelin) ja vähentää törmäyksessä tunkeutumista matkustamoon.

Uudet ovien tunkeutumispalkit, jotka on suunnattu jakamaan kuormat pilareihin ja sivukynnyksiin, tehostavat sivutörmäysten energian imeytymistä. Palkit ovat limittäin korin rakenteen kanssa ja siirtävät kuorman suoraan koriin, matalalle rakenteessa. Siksi B-pilarin tunkeutuminen matkustamoon vähenee 34 %.

Vuoden 2022 MDX:ssä on 4-osainen ovikehikko, jossa on räätälöity 1500 MPa:n muottikarkaistun teräksen (PHS) laserhitsaus. Korin jäykkyyttä parannetaan käyttämällä 23 metriä tehokasta rakenneliimaa. (Toinen IABC:n esittelijä, Henkel, kertoi hitsattujen vs. hitsattujen/liimattujen ajoneuvojen laajoista testituloksista, jotka osoittivat parempaa rungon jäykkyyttä ja energian imeytymistä metallirakenteissa ja samalla väsymiskestävyyden lisääntymistä.) Kaikki nämä korin jäykkyyttä parantavat ponnistelut johtivat MDX:n yleisen vääntöjäykkyyden parantumiseen 32 %:lla, parantuneeseen käsittelyvasteeseen, melun ja tärinän vähentymiseen ja ajomukavuuden parantamiseen.

IABC-johtopäätös #8

Vuoden 2022 Ford Maverick: C2-alustan mukauttaminen itsekantavalle kuorma-auton korille

Nopean kehityksensä lisäksi vuoden 2022 Ford Maverick -avolava-auto esittelee monia uusia korimuotoiluinnovaatioita.

Ford käytti lähtökohtana mahdollisimman paljon olemassa olevaa C2-alustaansa. Täysin uusi Maverick-avolavan takalattia merkitsi uutta muotoilua sen takakisko-arkkitehtuuriin, sivukynnyksiin, lavan tasaiseen kuormalattiaan, takakynnyksen vahvistukseen ja D-pilarin vahvistukseen takaluukun aukossa.

Maverickin lavan ja ohjaamon välinen siirtymä on paljon suurempi kuin tavallisessa avolava-autossa. Uusi ”kisko kiskossa” -rakenne jakaa kiskon kahteen osaan: se 1) mahdollistaa kiskon vaaditun syvyyden, 2) parantaa lohkon vakautta ja 3) optimoi takakiskon ja ohjaamon takakynnyksen välisen liitoksen. Maverick-lavan yläosa ja ohjaamon integrointi johtivat lavan yläkiskon sisä- ja ulkopinnan läpivirtaukseen C-pilarin rakenteeseen.

Vuoden 2022 Ford Maverick on globaali ajoneuvo, joka pystyy täyttämään turvallisuusstandardit kaikkialla maailmassa.

Ultralujaa terästä käytettiin strategisesti yhdessä useiden muiden materiaalien kanssa suojaamaan matkustamoa sekä materiaalin lujuuden että törmäysenergian hallinnan ansiosta. Ford huomauttaa, että vuosien varrella etutörmäysvaatimukset ovat kehittyneet vaativiksi ja monimutkaisiksi, mikä lisää tarvetta kehittää etuosia, jotka pystyvät hallitsemaan tehokkaasti törmäyskuormia useissa suunnissa.

Vastauksena Ford kehitti kolmiulotteisen kuormituspolun (3DLP) etupään alijärjestelmien (yläetukiskot, kiskot, apurunko) hyödyntämiseksi törmäysenergian hallitsemissa erilaisissa tilanteissa – sekä pystysuoraan että etuosan poikki. 3DPL käyttää törmäyspulssioptimointia rakenteellisten osajärjestelmien oikea-aikaisen käyttöönoton avulla ja yhdistää kaikki etupään osajärjestelmät parantaakseen energianhallintaa kaikissa suunnissa.

IABC-johtopäätös #9

2021 Nissan Rogue: optimoitu energianvaimennus

Vuoden 2021 Nissan Roguen ilmanvastuskertoimet (Cd) alenevat yhteensä 5 %, mikä johtuu osittain sen ilmaverhoista (segmenttinsä ensimmäisenä, -1 % Cd), 3D-rengasohjaimista (-5 % Cd), aktiivisesta säleikön sulkimesta, alustan suojista, optimoidusta takapäästä (takaspoilerin/lampun yhdistelmästä) ja optimoidusta A-pilarin muodosta.

Vuoden 2021 Roguen passiivinen turvallisuussuunnittelu hyödyntää UHSS-terästä, ja kuumamuovatun booriteräksen käyttöä on laajennettu massan tasapainottamiseksi sekä päästö- ja turvallisuusvaatimusten täyttämiseksi. Lattiapalkkien useat kuormituspolut auttavat siirtämään törmäysvoimia pois matkustajista. Roguessa on myös pehmeästi yhdistetty uusi alusta, joka parantaa aksiaalikuorman jakautumista ja optimoi energian vaimennuksen. Roguen lokasuojan ja konepellin energiaa vaimentava rakenne vähentää jalankulkijan päähän kohdistuvia iskuja ja energiaa vaimentava pehmuste vähentää jalan alaosan iskuja.

Tärkeimmät johtopäätökset vuoden 2021 International Automotive Body Congress -konferenssista

1. HS-, AHSS- ja UHSS-terästen käyttö lisääntyy jatkuvasti uusien korimallien myötä.
2. Muottikarkaistujen (PHS) terästen käyttö näyttää lisääntyvän autojen koreissa.
3. IIHS:n sivutörmäystesti 2.0 edellyttää joissakin ajoneuvoissa rakenteellisia toimenpiteitä B-pilarin sisääntunkeutumisen ja ovien voimakkaan vääntymisen vähentämiseksi.
4. Sähköautot ovat nykyään turvallisempia kuin niiden polttomoottorikäyttöiset vastineet, ja niiden vakuutusten pitäisi myös olla edullisempia.