由于法律对公路最大总重设定了固定上限,从挂车自重中省下的每一公斤都会直接加到可运载荷上。学术文献中的轻量化挂车原型表明,采用以复合材料为主的设计,自重最多可减轻 2.5 吨,这在技术上是可行的。
哪些复合材料,用在哪里?
玻璃纤维增强聚合物(GFRP)板材用于厢体侧壁,泡沫或轻木芯材的夹层结构用于地板,而碳纤维则用于承受最高应力的梁体区域。钢材仅保留在牵引销、车轴连接等点载荷集中的部位;由此形成一种混合结构。
收益与注意事项
- 每趟可运载更多有效载荷,或降低燃油消耗
- 天然的抗腐蚀能力带来更长的使用寿命
- 金属—复合材料连接细节的疲劳设计至关重要
- 维修流程和损伤检测需要不同于钢材的专业知识
- 初始投资成本应与燃油和载荷收益一并核算
只要选对应用场景,复合材料轻量化就是一项经过验证的工程策略,既能降低车辆的全生命周期成本,又能提升车队效率。
参考文献
- Madhusudhanan, A. K., Na, X., Boies, A. & Cebon, D. (2021). Effects of semi-trailer modifications on HGV fuel consumption. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 92, 102717. DOI: 10.1016/j.trd.2021.102717