Nio lärdomar från IABC 2021

1. Förenklad hantering för biltillverkare = snabbhet till marknaden
2. Elbilsmodeller är säkrare än motsvarande modeller med förbränningsmotor
3. Definition av IIHS sidokrocktest 2.0 i sitt sammanhang
4. Extremt stora karosskomponenter lanseras
5. Digitala tvillingar påskyndar karossvalideringsprocessen
6. Snabb beräkning av lateral tryckhållfasthet för tunnväggiga fordonskonstruktioner
7. Så förbättrar du karossens mätvärden dramatiskt: Honda MDX 2022
8. Anpassning av Ford C2-plattformen för en pickup med självbärande kaross: Ford Maverick 2022
9. Optimerad energiupptagning: Nissan Rogue 2021
   
   

Lärdom 1 från IABC

Ford utvecklar 2022 års Maverick 20 månader snabbare med mindre administration

2022 års Ford Maverick utvecklades 20 månader snabbare än någon annan bil i Fords historia. Fords Jim Baumbick, Vice President, Enterprise Product Life Management, förklarar:

...få känner till att vi hoppade över 95 % av de högre chefsforumen, de traditionella sätten att få produktgodkännanden. Och vi skapade en miljö där ledningen i princip bara dök upp en gång i veckan.

Varje fredag fanns det en lucka på två timmar då chefer som behövde interagera eller veta status kunde dyka upp för att få en uppdatering. Men ännu viktigare var att det var utvecklingsteamet som bestämde vilken hjälp de behövde från ledningsgruppen för att uppnå slutmålet [att utveckla en bil 25 månader snabbare än någonsin tidigare].”

Maverick listpris startar på 19 995 dollar(!).

Lärdom 2 från IABC

Elbilsmodellerna är säkrare än motsvarande modeller med förbränningsmotor

David Zuby från Insurance Institute for Highway Safety, Highway Loss Data Institute (IIHS-HLDI) berättade att elbilar, jämfört med motsvarande modeller med förbränningsmotor, har:

1. Färre skadeanmälningar till försäkringsbolag.
2. Ungefär samma reparationskostnader.
3. 22 % färre personskadeanmälningar.
4. 40 % färre personskadeanmälningar oavsett vem som är vållande.
5. 41 % lägre sjukförsäkringskostnader.

IHS-HLDIs slutsats: Elbilar bör kosta mindre att försäkra än motsvarande modeller med förbränningsmotor.

Elbilar orsakar dock större skador på andra fordon vid krock, troligen på grund av högre (batteri)vikt. [SSAB funderar på hur bilkonstruktörer kan lösa denna utmaning i framtida elbilskonstruktioner.]

Zuby fortsatte: Chevrolet Bolt, Nissan Leaf och Tesla Model 3 och 4 gör mycket bra ifrån sig jämfört med andra bilar med förbränningsmotor i deras segment (och inte bara motsvarande modeller, om tillämpligt). Nissan Leaf, som har funnits på marknaden tillräckligt länge för att generera statistiskt meningsfulla data, har lågt antal dödsolyckor jämfört med bilar med förbränningsmotor i sitt segment.

Och det finns ingen signifikant skillnad mellan elbilar och deras motsvarigheter med förbränningsmotor vad gäller bränder utan samband med kollision. För närvarande finns det inte tillräckligt med data för att dra slutsatser om bränder vid kollision och dödsolyckor för elfordon: antalet brandrelaterade dödsolyckor vid kollision (där brand var den enskilt mest skadliga händelsen) är ensiffrigt för elfordon.

Lärdom 3 från IABC

Sidokrocktest 2.0: Biltillverkare vill uppnå höga betyg

Becky Mueller beskrev de viktigaste skillnaderna mellan sidokrocktest 1.0 och 2.0, där IIHS-HLDI försöker matcha storleken och formen på en mellanstor SUV – ungefär som en Ford Explorer. 2.0-testet:

1. Hastigheten ökar från 50 till 60 km/h för den vinkelräta stöten från den rörliga deformerbara barriären (MDB), även kallad ”krockvagn”.
2. Barriärens vikt ökar till 1 900 kg för att återspegla att SUVar och pickuper blivit allt vanligare på vägarna. Hastighets- och viktförändringarna innebär sammantaget att IIHS nya sidokrocktest genererar 82 % mer energi än föregående test.
3. Krockbarriären förses med fjädring för jämnare rullning (dvs. för att studsa mindre).
4. Krockbarriärens 20 år gamla front uppdateras för att återspegla dagens SUV- och pickupkonstruktioner, med lägre totalhöjd, tjockare barriär och förändringar av barriärens styvhet.

IIHS-HLDI har funnit att maximal inträngning av B-stolpen är en mycket effektiv indikation av risken för dödsolyckor – och att en minskning av inträngningen med 20 cm minskar antalet dödsolyckor med 25 %.

IIHS-HLDIs första användning av sidokrocktest 2.0, med 15 små SUVar, gav varierande resultat: inträngningen varierade från tre cm (från B-stolpen till provdockans mittlinje, dvs. inte bra) till 23 cm, vilket anses vara ”exceptionellt” (där ”bra” är mer överlevnadsutrymme än vad som behövs för en liten kvinnlig testdocka).

Ju mindre inträngning av B-stolpen vid en sidokollision, desto större är chansen att överleva – där avståndet till passagerarens bäcken är en viktig faktor. Bilder från Insurance Institute for Highway Safety, Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia, USA www.iihs.org.

Medan nuvarande mindre SUV-modeller skyddade huvudet och övre delen av bålen väl är bålens nedre del och bäckenet fortfarande sårbara i vissa modeller enligt sidokrocktestet 2.0, vilket kräver motåtgärder i karosskonstruktionen.

Ju större andel till höger om den gröna linjen desto mindre risk för skador. ”HIC” står för Head Injury Criterion. Diagram från Insurance Institute for Highway Safety, Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia, USA www.iihs.org.

Som tidigare rapporterats av IIHS-HLDI verkar deformationen av dörrarna öka i 2.0-testet. IIHS-HLDI planerar att använda det nya sidokrocktestet 2.0 när de utser de säkraste bilarna 2023.

Lärdom 4 från IABC

Nya ”extremt stora” karosskomponenter förenklar verktygen och monteringen

På tal om dörrar har Gestamp några djärva nya metoder för att göra det de kallar ”presshärdade dörringar med överlappningsplåtar”, berättar Paul Belanger. Detta är en vidareutveckling av deras extremt stora karossprodukter, dörringsenheter, golv i ett stycke och ringramar.

De ”extrema” målen för dörringarna är att minska antalet karossdelar, förenkla produktion och montering, sänka kostnaderna, öka säkerheten och minska koldioxidutsläppen. För att optimera sina dörringar, som är utformade för att uppfylla allt hårdare säkerhetskrav, har Gestamp integrerat åtta delar i en presshärdad ståldel med hjälp av extremt stora verktyg.

Med denna nya teknik kan Gestamp erbjuda marknaden en helt ny lösning baserad på motståndspunktsvetsning av överlappande plåtar. Gestamps nya serieproduktionslinjer kräver ingen ablation utan man använder istället punktsvetsning, vilket förenklar justering av både plåtämnet och svetsen efter behov. Den maximalt integrerade dörringskonstruktionen är kostnadseffektiv och ökar styvheten i nyckelområden.

Gestamps lösning med överlappande plåtar eliminerar behovet av ablation, vilket förenklar svetsprocessen. Plåtar kan konstrueras för att öka styvheten på kritiska ställen. Bilder med tillstånd av Gestamp.

Lärdom 5 från IABC

”Virtuella monteringsreferenser” påskyndar karossvalideringsprocessen

Föreställ dig en digital karossmonteringsmetod som validerar dina processer och samtidigt förutser och förebygger problem som annars inte brukar upptäckas förrän de fysiska delarna har anlänt. Så beskrev Todd McClanahan AutoForm Assemblys användning av en virtuell monteringsreferens – som kan liknas vid en digital tvilling.

Den virtuella monteringsreferensen (Virtual Assembly Reference – VAR) driver monteringen till dess avsedda nominella noggrannhet. Genom att hitta dessa nya målgeometrier tidigt i konstruktionsfasen av ett projekt kan tillverkarna eliminera många iterativa verktygsändringar, vilket sparar tid och kostnader. VAR ökar ingenjörernas förståelse av sambandet mellan enskilda delar och hela enheten, vilket genererar nya målgeometrier för komponenter som en del av en effektiv konstruktionsstrategi. Målet är färre komponentändringar sent i utvecklingsprocessen, vilket minskar verktygs- och utrustningskostnaderna, samtidigt som man uppnår ”hög mognadsgrad” och robusthet tidigare – vilket i slutänden minskar ledtiderna.

Lärdom 6 från IABC

Ekvation för snabb utvärdering av tunnväggiga fordonskonstruktioner

Ford och Altair Engineering presenterade gemensamt en ny ekvation för snabb beräkning av lateral tryckhållfasthet hos tunnväggiga konstruktioner med flera celler när de utsätts för böjbelastning i tre punkter. Målet var att skapa ett praktiskt beräkningsverktyg för snabb utvärdering av olika designkonfigurationer.

Ekvationen baseras på den grundläggande mekaniska principen för buckling av plåt – kompletterad med empiriska faktorer som utgör de geometriska begränsningarna hos tunnväggiga konstruktioner med flera celler. Den semiempiriska ekvationen för uppskattning av maximal lateral tryckhållfasthet för tunnväggiga sektioner har verifierats med data insamlade från fysiska tester och simulering med finita elementmetoden.

Lärdom 7 från IABC

Honda MDX 2022: imponerande förbättring av karossmätvärden

I likhet med alla andra biltillverkare på IABC 2021 siktar Honda på toppbetyg i krocktester genom en kombination av innovativ karosskonstruktion och material med högre hållfasthet. 2022 års MDX består av 60,9 % höghållfast stål och 8,8 % aluminium, vilket hjälper MDX att uppnå:

• 68 % ökning av övre lastvägens axiella tryckhållfasthet
• 29 % ökning av hjälpramens lastvägskontrollerade böjning
• 34 % ökning av trösklarnas bärförmåga
• Och 10 % ökning av A-stolpens bärförmåga

Ett nytt 1,0 mm tjockt 780T MPa AHSS-stål för den undre instrumentpanelen sparar 3,3 kg vikt (ersätter den tidigare 590Y-panelen på 1,2 mm) och minskar samtidigt krockinträngningen i passagerarutrymmet.

De nya dörrbalkarna är riktade så att belastningen överförs till stolpar och trösklar för ökad energiupptagning vid sidokollisioner. Balkarna överlappar med karosstrukturen och överför lasten direkt till karossen, nedtill på konstruktionen. Till följd av detta minskar B-stolpens inträngning i kupén med 34 %.

2022 års MDX har en dörring i fyra delar av presshärdat 1500 MPa-stål (PHS) med skräddarsydd lasersvetsning. Tjugotre meter högpresterande konstruktionslim används för ökad karosstyvhet. (En annan IABC-deltagare, Henkel, presenterade omfattande testdata för svetsade fordon jämfört med svetsade/limmade fordon, vilket visade på ökad karosstyvhet och energiupptagning i metallstrukturer samtidigt som utmattningshållfastheten ökade.) Allt arbete med karosstyvhet gav MDX 32 % högre total vridstyvhet, vilket ger förbättrad körrespons, åkkomfort och minskning av buller och vibrationer (NVH).

Lärdom 8 från IABC

Ford Maverick 2022: anpassning av C2-plattformen för en pickup med självbärande kaross

2022 års modell av pickupen Ford Maverick kännetecknas inte bara av snabb framtagning utan innehåller även innovativa karosslösningar.

Till att börja med utnyttjade Ford sin befintliga C2-plattform i största möjliga utsträckning. Maverick-modellens helt nya lastgolv innebar omkonstruktion av flakets skenor, överbryggning av uppsvängda och förlängda trösklar, plant lastgolv, bakre tröskelförstärkning och förstärkning av D-stolpen för bakluckan.

Övergången mellan Mavericks flak och förarhytt är mer extrem än skenövergången på en typisk självbärande kaross. Den nya ”rail-in-rail”-konstruktionen delar upp skenan i två pressningar för att: 1) ge skenan erforderligt djup, 2) förbättra profilens stabilitet och 3) optimera skarven mellan den bakre skenan och hyttens bakre tröskel. Den övre halvan av Mavericks flak- och hyttövergång resulterade i en sömlös övergång mellan in- och utsidan av flakets övre skena och C-stolpen.

Ford Maverick 2022 är en global modell som uppfyller säkerhetsstandarder över hela världen.

Ultrahöghållfast stål användes strategiskt i kombination med en mängd andra material för att skydda passagerarutrymmet med både hållfasta material och hantering av krockenergi. Ford noterar att kraven som ställs i samband med frontalkrockar har blivit strängare och mer komplexa – vilket ökar behovet av att utveckla fronter som effektivt kan hantera krocklaster i flera riktningar.

Som svar på detta har Ford utvecklat sin tredimensionella lastvägsstrategi (3DLP) som utnyttjar delsystem i framänden (främre passagerarsäte, skenor, hjälpram) för att hantera krockenergi i olika överlappningar – vertikalt och tvärs över fronten. 3DPL använder krockpulsoptimering genom att i rätt tid aktivera strukturella delsystem, som kopplar ihop alla delsystem i framänden för bättre hantering av krockenergi i alla riktningar.

Lärdom 9 från IABC

Nissan Rogue 2021: optimerad energiupptagning

Nissan Rogue 2021 uppnår en total minskning av luftmotståndskoefficienten (Cd) på 5 %, delvis tack vare luftgardiner (först inom segmentet, Cd -1 %), tredimensionell däckluftriktare (Cd -5 %), aktiv lucka i grillen, underredeskåpor, optimerat bakparti (kombination av bakspoiler/lykta) och optimerad form på A-stolpen.

Rogues passiva säkerhetsdesign utnyttjar UHSS, med ökad användning av varmpressat borstål för att balansera vikt och utsläpp gentemot säkerhetskrav. Flera lastvägar i golvbalkarna hjälper till att avleda kollisionskrafter bort från passagerarna. Rogue har också en ny plattform för förbättrad fördelning av axialbelastningar och optimerad energiupptagning. Rogues energiupptagande skärm och motorhuv minskar också risken för huvudskador på fotgängare medan en energiupptagande dyna minskar risken för benskador.

Viktiga slutsatser från International Automotive Body Congress 2021

1. HS-, AHSS- och UHSS-stål används allt mer i nya karosskonstruktioner.
2. Användningen av presshärdningsstål (PHS) i karosser verkar öka.
3. IIHS sidokrocktest 2.0 kommer att kräva viss omkonstruktion av en del fordon för att minska B-stolpens inträngning och dörrdeformationen.
4. Elbilar erbjuder nu högre vägsäkerhet än motsvarande modeller med förbränningsmotor och bör därför kosta mindre att försäkra.