Numele și prenumele absolventului :…. [304524]

[anonimizat]: AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT DE DIPLOMĂ

Absolvent: [anonimizat]

2017

[anonimizat]: [anonimizat] :………………………………………………………….

Secția și forma de învățământ :……………………………………………………………….

Tema proiectului de diplomă/lucrării de disertație …………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

Locul de documentare ………………………………………………………………………….

Conducătorul proiectului :…………………………………………………………………….

Consultanți de specialitate :……………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

Data primirii temei :……………………………………………………………………………..

Data predării :.………………………………………………………………………………….

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC: ABSOLVENT: [anonimizat]. Levente Kocsis Dan Alexandru George

ROZOR

Notă: Toate drepturile de autor privind proiectul de diplomă/[anonimizat], traducerea unei părți sau a [anonimizat] a [anonimizat]-NAPOCA.

[anonimizat]: [anonimizat] 2017

Programul de pregătire săptămânală

Informațiile suplimentare pentru pregătirea lucrării în vederea susținerii pot fi accesate pe pagina web a Facultății de Mecanică: http://mecanica.utcluj.[anonimizat].Dr.Ing. Nicolae BURNETE

Prof.Dr.Ing. Nicolae FILIP

Prof.Dr.Ing. István BARABÁS

Conf.Dr.Ing. Sanda BODEA

Conf.Dr.Ing. [anonimizat]: iulie 2017

[anonimizat].Dr.Ing. Adrian TODORUȚ

RECENZIE

Asupra proiectului de diplomă cu titlul …… ………… ……………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Elaborat de absolvent: [anonimizat] ………………………………………………………………………………….

Conținutul proiectului:

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Perioada de documentare și pregătire a proiectului:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Aspecte pozitive:

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Aspecte negative:

………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………..

Contribuții personale ale autorului

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Posibilități de valorificare a proiectului:

..……………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Se propune admiterea / respingerea proiectului pentru susținere publică.

Conducător : Asist. dr. ing. Levente Kocsis

Declarație pe proprie răspundere privind

autenticitatea lucrării de licență/diplomă/disertație

Subsemnatul ___________________________________________________________________ ,legitimat cu ________________seria ________nr.____________________________________ ,CNP __________________________________________________autorul lucrării: __________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor de ____________________

la Facultatea__________________, Specializarea _________________________ din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca, sesiunea ___________a anului universitar __________, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării, și în bibliografie.

Declar, că această lucrare nu conține porțiuni plagiate, iar sursele bibliografice au fost folosite cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, de asemenea, că aceasta lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență/diplomă/disertație.

De asemenea, declar că sunt de acord ca proiectul de diplomă/lucrarea de disertație să fie verificată prin orice modalitate legală pentru confirmarea originalității, consimțind inclusiv la introducerea conținutului său într-o bază de date în acest scop.

În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile administrative, respectiv, anularea examenului de licență/diplomă/disertație.

Lucrarea conține: ____ pagini, ____ tabele, ____schițe și diagrame. Anexa cu desene conține ____formate A0, ____formate A1, ____ formate A2, _____formate A3, _____ formate A4. Proiectul are anexate și: ______ CD/DVD-uri

Nume, prenume

_____________________________

Data

_____________________

Semnătura

Rezumat

Obiectivul lucrării este conceperea, proiectarea și optimizarea structurală unei jante care sa satisfacă cerințele impuse de clienți și sa fie competitivă din punct de vedere tehnic cu jantele existente în comerț. În procesul de cercetare trebuie luat în considerare faptul că puterea motorului autovehiculului care poate fi echipat cu aceste jante nu depașește 150 kw în corelare cu o masă maximă admisă de 2 tone. De asemenea din punctul de vedere al fiabilității, janta trebuie gândită astfel încât deformațiile în condiții extreme de utilizare să nu pună în pericol siguranța pasagerilor .

Janta alesă, din cele predefinite trebuie sa se încadreze în cerințele impuse de siguranța în exploatare respectând standardele impuse de Organizația Tehnica Europeana a Pneurilor si Jantelor de asemenea design-ul ei sa fie unul care să asigure un număr cat mai mare de potențiali clienți.

Variantele predefinite se pornesc de la stadiul de concept. Varianta aleasă se va analiza și optimiza astfel încât masa ei sa fie cât mai mică având în vedere materialul acesteia în condițiile unei rezistențe optime care este propusă a se fabrica prin turnare sub joasă presiune.

Introducere

Sectorul ingineriei în sfera autovehiculelor rutiere, a ajuns în era și secolul nostru la cel mai înalt nivel, în termeni de proiectare și producție. În favoarea inginerilor, prin minți deosebite, s-au creat programe software denumite prin simplitate CAM, CAE, CAD, reprezentând în fapt ansamblul mijloacelor folosite cu ajutorul unui instrument de calcul, pentru proiectarea și planificarea tehnologiei de fabricație a pieselor sau chiar a unui autovehicul în întregime.

Printre cele mai importante astfel de programe software, se numără programele software de tip Computer Aided Design (CAD) utilizate în proiectare și Computer Aided Engineering (CAE) utilizate în simularea virtuală a performanțelor, cu scopul de a contribui la îmbunătățirea designului produsului cât și pentru rezolvarea diferitelor situații cauzatoare de probleme în inginerie, destinate unei game variate de industrii. Aceste ultime programe software descrise, includ în proprietățile lor simularea, validarea respectiv optimizarea produselor, proceselor cât și a instrumentelor de fabricație. Ele nu doar că ușurează munca inginerilor, dar aceste programe software permit o creștere exponențială a calității, permițând încă din faza incipientă de proiectare o mai bună dezvoltarea a produsului urmat a fi realizat.

În contextul în care standardele clienților se ridică din ce în ce mai mult în ceea ce privește cerințele acestora, adresate poducătorilor de mașini, aceștia din urmă doresc cu orice preț satisfacerea și mulțumirea clienților. Astfel, printre nenumăratele cerințe legale și cerințe ale clienților se numără câteva din cele mai importante: eficiența consumului de combustibil, reducerea emisiillor de CO2 și design-ul.

Istoric, roata este o invenție care s-a dovedit a fi revoluționară. Chiar dacă nu se știe cu exactitate cine a fost inventatorul acesteia, de-a lungul secolelor, oamenii au adus mereu diferite modalități de îmbunătățire a caracteristicilor roții pentru a-și ușura munca. Una dintre aceste modificări a fost apariția spiței mai apoi evoluția materialelor din lemn în material metalice.

Pentru un autovehicul, roata este un piesă cu importanță majoră a sistemului de rulare, întrucât acesta este supus încărcărilor statice și dinamice din timpul rulării autovehiculului. Fiind o piesa vitală rulării ansamblului vehicular, janta trebuie proiectată cu deosebită atenție.

Lucrarea de față descrie etapele prin care trece o jantă, de la stadiul de concept, până la validarea numerică a acesteia. Numărul prototipurilor se reduc considerabil prin intermediul metodelor de analiză numerică, acestea având o predictibilitate ridicată a fenomenelor fizice de până la 95 %.

Capitolul “Stadiul actual al cercetărilor privind janta autovehiculelor” vorbește despre tendința constructorilor de automobile și piese de schimb de a folosi aliaje metalice neferoase, în ansamblul autovehiculelor în special în fabricarea jantelor, despre tipurile de aliaje utilizate, caracteristicile lor, elementele lor constructive, metode de fabricație a jantelor precum și metode de finisare a acestora.

După efectuarea acestui studiu documentar, s-a realizat o scurtă analiză a motorizărilor cu care sunt echipate majoritatea autovehiculelor de clasa M1 din trafic s-a concluzionat prin stabilirea parametrilor primari ai proiectării jantei și anume masa maximă admisă a autovehiculului de 2000 kg și puterea maxima a motorului de 150 kw. S-a observant tendința ultimilor ani de a echipa automobilele cu roți cu diametrul de 16 inch, lațimea de 6.5 inch astfel s-a elaborat în urma unui proces creativ 5 variante constructive din care s-a ales un model care sa fie satisfăcător din punct de vedere estetic dar totodată să respecte standardele impuse de Societatea Europeană a Constructorilor de Pneurilor și Jantelor dar și cele impuse de Societatea Inginerilor Automobiliști. Modelarea s-a realizat în programele software Catia și Solidworks. Capitolul se încheie cu calculul forțelor și momentelor ce acționează asupra unei jante.

În capitolul 4 s-a realizat analiza cu elemente finite în programul software Ansys a jantei. S-a observat defecte de proiectare și zone supradimensionate, ca urmare s-a realizat optimizarea structurii. Capitolul 5 propune o metodă de fabricare a jantei Zet 16jx6.5H2 ET25.

În finalul lucrării sunt prezentate concluziile sub forma unei comparații între modelul 3D din faza de concept respectiv modelul 3D după simulări și optimizare, împreună cu desenul de execuție al jantei.

STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND JANTA AUTOVEHICULELOR

Generalități

Janta reprezintă partea exterioară periferică a unei roți de autovehicul, de bicicletă etc., construită astfel încât să permită montarea pe roată a unui pneu.

O tendință ce se manifestă, în domeniul materialelor din care se execută piesele de autovehicule este aceea a înlocuirii fontei cu aluminiul și aliajele sale, masele plastice și materialele compozite, ceea ce face ca, pe viitor, greutatea pieselor de aliaje ușoare și materiale plastice să aibă o pondere tot mai mare din greutatea totală a autovehiculului.

Aluminiul a fost aplicat pe autovehicule din punct de vedere decorativ încă din 1914. Pentru a avea un vehicul de transport modern, fie că e autoturism, un tren, vas maritim sau o navă spațială este nevoie de aluminiu. Acesta este motivul pentru care industria de transport este principalul beneficiar. Piesele realizate din acest metal ușor, stabil, si rezistent la coroziune, pot dura zeci de ani. Câteva aplicații ale aliajelor de aluminiu în industria transporturilor sunt prezentate în tabelul 2.1

Astăzi, mai mult de 100 de elemente ale autovehicule sunt realizate din aluminiu și acest număr este în continuare creștere. Aluminiul este neecsar pentru fabricarea caroseriei, a spoilerelor, părti ale caroseriei, bare de suspensie, jante si multe alte componente ale autovehicule (Figura 2.1)

Prin utilizarea aluminiului este posibilă reducerea greutății autovehiculului și este cunoscut faptul că prin reducerea greutății cu 100 kg se economisesc 0.6 l de combustibil la 100 de km, iar cu cât consumul de carburant este mai mic cu atât este mai mic procentul de oxid de carbon emis în atmosferă.

Industria auto începe să acorde din ce în ce mai multă atenție eficienței consumului de combustibil, reducerii emisiilor de CO2 și design. Din aceste considerente aluminiul joacă un rol din ce în ce mai important în automobilul modern.

În 2014 industria constructoare de automobile (exceptând China) a consumat 2,87 milioane de tone de aluminiu. Pana in 2020, se estimează ca această cifra va ajunge la 4.5 milioane de tone de aluminiu pe an. Factorii cheie a acestei creșteri includ atât marirea producției de automobile cât și utilizarea pe scara mai largă a aluminiului în componentele autovehicule moderne.

Fiecare kilogram de aluminiu utilizat într-un autovehicul reduce masa totală a vehiculului cu un kilogram. Din acest motiv, tot mai multe piese auto sunt fabricate din aluminiu: radiatoare de motor, roți, barele de protecție, piese de suspensie, blocul motor, organe de transmisie și caroseriei: capote, uși și chiar șasiul. Ca urmare încă din anii 1970 ponderea de aluminiu în greutatea totală a unui automobil de clasa medie a fost în mod constant în creștere: de la 35 de kg în 1970 pentru a astăzi 152 kg. Prognoza realizata de experți arată că până în 2025 conținutul mediu de aluminiu înglobat într-un autovehicul va ajunge la 250 kg.

Conform noilor cerințe stabilite în 2015 un autovehicul de curse de Formula 1 trebuie să cântarească cel putin 702 kilograme. Doua treimi din această greutate este aluminiul. În timp ce suprafața exterioara a caroseriei este fabricată din fibre de plastic, toate componentele interne și piesele sunt realizate din aliaje de aluminiu.

Primul autovehicul sport cu caroseria din aluminiu a fost prezentată publicului la expoziția internațională de la Berlin în 1899 purtând numele de Durkopp. Primul motor fabricat din aliaj de aluminiu a fost realizat doi ani mai tarziu, în 1901, când Carl Benz, cunoscutul producător mondial, a prezentat un autovehicul nou la cunoscuta cursă auto de la Nice echipată cu acest motor. În 1962 legendarul pilot de curse Mickey Thompson a condus un automobil având un motor fabricat din aliaj de aluminiu în timpul cursei Indianopolis 500 terminând in timp record. Ulterior o mulțime de companii au îmbunatățit si adaptat acest motor utilizându-l în producția de masă, incluzându-l și în automobilele destinate curselor de Formula 1.

La începutul secolului XX, metalul ușor utilizat la realizarea autovehiculelor era dificil de prelucrat și nu existau încă suficiente informații despre el, iar prețul ridicat a împiedicat utilizarea aluminiului în producția de masă a autovehiculelor.

Doar după război, aluminiul a devenit mai accesibil și mai ieftin, astfel încât compania britanică Land Rover a început să exploateze în profunzime proprietățile acestui metal. În 1961 compania a prezentat și apoi a lansat în producție de masă modelul Buick 215 cu motor V8 în 8 cilindrii. Blocul cilindrilor era realizat din aliaj de aluminiu, având o greutate de 144 kg, ceea ce a reprezentat un progres real în industria auto.

În anii ’70, odată cu criza combustibilului, producătorii autovehiculelor au început să caute modalități de reducere a consumului de combustibil, iar cea mai bună metodă era de a reduce greutatea autovehiculului. Calculele au demonstrat că reducerea masei autoturismelor de clasa medie cu 100 kg, va rezulta o economie de combustibil de 700 de litri pe perioada de viață a autoturismului și, de asemenea, o reducere a emisiilor eliberate în atmosferă. Astfel, producatorii auto au început să înlocuiască numeroase piese ale automobilelor cu unele realizate din aliaje de aluminiu, reducând masa totală a vehiculului. Astăzi o medie de 110-145 de kg de aluminiu este utilizat pentru producerea unui autoturism, cantitate care continuă să crească în fiecare an.

Aluminiul a fost folosit prima dată în fabricarea caroseriilor automobilelor din clasa premium. Primul automobil fabricat în masă cu caroserie integral din aliaj de aluminiu a fost Audi A8, care și-a făcut debutul în anul 1994.

Capacitatea aluminiului de a absorbi energia cinetică, de 2 ori mai mare decât oțelul, este luată în considerare la proiectarea autoturismelor. În cazul unui accident, impactul este minimalizat datorită elementelor structurale din aluminiu, ceea ce face ca utlizarea acestui metal să îmbunatățească considerabil siguranța autovehiculelor. În acest sens revoluționarul automobil electric Tesla este acoperit în partea inferioară a caroseriei de straturi antiglonț cu grosimea totală de 8 mm care protejează compartimentul bateriei garantând în același timp și siguranța conducatorului în caz de impact la viteze de pâna la 200 de km/ora. Recent compania a început instalarea de noi plăci de blindaj din aliaj de aluminiu-titan pe vehiculele aflate în producția de masă, care le permite literalmente sa zdrobeasca ziduri de beton si obstacole din oțel forjat care le întalnește în cale asigurând în același timp controlul deplin al direcției autovehiculului.

Aliaje de aluminiu folosite in industria auto

Aliajele de aluminiu sunt proiectate pentru a satisfice cerințele specifice impuse produselor. Inginerii de automobile au elaborat, datorita flexibilității aluminiului mai mult de 100 de tipuri de component și lista continua să crească. Aliajele de aluminiu sunt grupate în serii numerotate în conformitate cu principalele elemente de aliere. Prima cifră a numarului de la fiecare aliaj de aluminiu indică seria de bază. Celelalte cifre identifică variațiile specific ale compoziției de bază.

În tabelul 2.1 se prezintă o listă de aliaje ale aluminiului folosite în fabricarea jantelor, dar si alte aplicații

Tabel 2.1 Seriile aliajelor de aluminiu folosite în fabricarea jantelor

Aliaje de aluminiu utilizate pentru fabricarea jantelor

Aliajele de aluminiu cele mai utilizate pentru fabricarea jantelor sunt cele deformabile din grupa 6 și anume 6082 (ISO: AISilMgMn) și 6061 (ISO: AlMglSiCu), și cele de turnătorie AlSill (EN AC-44000) și A356.0 (ISO: AI-7Si- 0.3Mg) a căror compoziție chimică și proprietăți mecanice, termice și fizice, conform SR EN 573-1: 2005 sunt prezentate în tabelele 2.3 și 2.4.[23].

Tabel 2.3. Compoziția chimică a aliajelor de aluminiu

utilizate pentru fabricarea jantelor

Aluminiu cu siliciu ca și element de aliere principal este cel mai des aliaj de turnătorie întâlnit datorită impactului asupra fluidității. Aliajele din aluminiu-siliciu reprezintă o bună combinație de proprietăți mecanice și turnabilitate, ele fiind utilizate pe scară largă în industria auto și aerospațială. Siliciul crește fluiditatea în aliajele de aluminiu și reduce intervalul de solidificare. Adăugarea unei cantități mai mari de 13% Si, face ca aliajul să devină extrem de dificil de prelucrat, dar volumu retasurilor este redus. Proprietățile mecanice depind mai mult de modul în care cantitatea de siliciu este distribuită în aliaj. Aliajele în care particulele de siliciu suni mici, rotunde și uniform distribuite sunt, de obicei aliaje cu ductilitate mare. Siliciu este ieftin și unul dintre puținele elemente care pot fi adăugate fără a crește greutatea aliajului (densitatea siliciului 2,33g/cm3). Porozitatea scade ușor odată cu creșterea conținutului de siliciu.

Tabel 2.4 Proprietățile aliajelor de aluminiu

Aliaje de aluminiu-siliciu sunt împărțite în trei grupe:

Hipoeutectice, conținând 5-10% siliciu,

Eutectice, care conțin 10-13% siliciu,

Hipereutectice, care conțin 13-25% siliciu [13].

În figura 2.3. se poate observa diagrama de fază Al-Si. Prezenta altor elemente in sistemul Al-Si poate deplasa punctul de eutectic spre concentrații mai mici de siliciu (pana la 10%) sau spre concentrații mai mari (pana la 13%).

Aliajele seriei 6xxx conțin siliciu și magneziu aproximativ în cantitățile necesare formării compusului Mg2Si, totuși făcându-le tratabile termic, deși nu sunt la fel de rezistente ca aliajele din seria 2xxx și 7xxx, acestea au o bună sudabilitate, prelucrabilitate și o rezistență destul de bună la coroziune. Aliajele care aparțin acestui grup de materiale se pot trata termic, prin T4 (tratament termic de punere în soluție, și îmbătrânire naturală, dar nu tratament de precipitare) și pot fi durificabile prin T6 (stare obținută prin punere în soluție și îmbătrânire artificială) [24].

Pentru îmbunătățirea caracteristicilor mecanice, aceste aliaje se utilizează în general în stare tratată (călită). După tratament termic aliajele se caracterizează printr-o rezistență mecanică ridicată, rezistență bună la coroziune, sudabilitate, caracteristici bune de prelucrare mecanică și se pretează la finisarea suprafeței prin anodizare[17].

Aliajele din grupa 6xxx au o aplicare pe scară largă, în special în construcții, industria aeronautică și industria automobilelor datorită proprietăților superioare față de aliajele din alte grupe.

Aliajul AISilMgMn (EN AW 6082) are un larg domeniu de utilizare, realizându-se o mare diversitate de profile industriale (bare rotunde, rectangulare, trase sau extrudate etc), profile ce corespund celor mai exigente cerințe calitative și standardelor de calitate europene, pentru a asigura permanent performanțe optime în utilizare [26].

Se comportă bine la prelucrări prin așchiere (cu toate că rezultă șpan continuu spiral), se poate anodiza, atât natur cât și color, iar din punct de vedere al sudabilității se recomandă procedeul MIG (Metal Inert Gas) /WIG (Wolfram Inert Gas). Avantajele acestui aliaj se evidențiază mai ales atunci când produsele finite rezultă prin proces tehnologic de așchiere, fiind condiționat și de calitatea finală a suprafeței [27].

Aliajul 6082 are o răspândire largă în domeniul construcțiilor de mașini, precum și în domeniul construcțiilor sudate. Se folosește la producerea pieselor componente oscilante, rotative, la plăcile de bază ale acestor subansamble. Rezistența la coroziune atât în mediul salin cât și în atmosferă este bună. Aliajul 6082 se folosește pentru structuri de mare sarcină, cadre de camioane sau troleibuze, cazane sau biciclete etc.

Aliajul A356.0 (AISi7Mg0,3 – anticorodal-70) are alungire mai mare, rezistență și ductilitate considerabil mai mari decât aliajul 356. La aliajul A356.0 s-au îmbunătățit proprietățile mecanice datorită conținutului mai mic de fier în comparație cu aliajul 356 [42, 43].

Aplicațiile tipice sunt corpuri de aeronave turnate, piese mecanice, piese pentru șasiul camioanelor, avioane și componente pentru rachete și părți structurale care necesită rezistență mecanică ridicată, excelentă capacitate de turnare, bună sudabilitate, etanșeitate sub presiune și bună rezistență la coroziune.

Totuși, în aplicații unde ductilitatea nu este cea mai importantă, ca de exemplu, capul cilindrilor, introducerea Cu în variante diferite, au avantajul de a crește rezistența la temperaturi înalte, devenind astfel aliaje din ce în ce mai utilizate [13].

Microstructura aliajelor de turnare Al-Si-Cu-Mg este în esență alcătuită din trei componente, proporțiile acestora sunt reglementate de compoziția aliajului și o condițiile de solidificare. Cele două componente principale sunt în primul rând faza de soluție solidă α-Al și Al-Si eutectic. A treia componentă a microstructurii poate fi în linii mari numită "componenți intermetalici" și acestea decurg din excesul de Mg, Cu, Fe și Mn, care nu pot fi incluse în faza de soluție solidă α-AI.

2.3. Concluzii

Din studiul documentar privind aliajele pentru fabricarea jantelor auto rezultă următoarele concluzii:

alierea are ca scop principal, îmbunătățirea proprietăților de rezistență (limita de curgere, rezistența la rupere, rezistenta la încovoiere prin șoc, la forfecare, la oboseală, duritatea, etc.) care ajung la valori similare oțelurilor; alierea micșorează însă plasticitatea și conductibilitatea electrică, motiv pentru care alegerea unui aliaj, presupune un compromis între proprietățile care se exclud.

în construcția de automobile se utilizează următoarele materiale: metale și aliaje metalice, materiale compozite, materiale ceramice și minerale;

materialele și aliajele metalice au o pondere de peste 75%;

consumul de combustibil este influențat de greutatea autovehiculului;

dintre aliajele metalice neferoase cel mai des se utilizează aliaje de aluminiu și de magneziu;

aliajele de aluminiu se utilizează atât în stare turnată cât și deformate plastic;

Tehnologii de fabricare a jantelor pentru autovehicule rutiere

Primele jante din aliaj ușor au fost utilizate la autovehiculele de curse ale producătorilor Daimler-Benz și Auto-Union din anii 1930. în anii 1960, Porsche a început producția în serie de jante din aliaj, care a constat dintr-un cadru al jantei și butuc. Primul volum mare de producție de jante din aliaj în Europa a început în 1979, pentru autovehiculele Daimler-Benz destinate pentru Statele Unite ale Americii [42],

Utilizarea jantelor de aluminiu pentru autoturisme a început cu clasa superioară sau modele emblematice, în scopul de a le da o notă personală distinctă, în anii 1970 s-a început ca automobilele produse în masă să fie dotate cu jante din aliaj direct din fabrică [42].

Jantele reprezintă acum aproximativ 15% din conținutul mediu de aluminiu de la autoturisme și camioane ușoare și dacă la început s-au căutat soluții din punct de vedere a design-ului acestora, treptat cerințele de reducere a greutății au condus la dezvoltarea unor soluții mai tehnice de fabricare, turnare și forjare.

O utilizare mai intensă a aluminiului pentru realizarea jantelor s-a realizat începând cu anul 2000, când exista un procent de 30 până la 35% de utilizare a aluminiului pentru vehiculele europene, iar pentru vehiculele din Statele Unite ale Americii și Japonia un procent mai mare de 50%. Acest lucru reprezintă mai mult de 14% din conținutul mediu de aluminiu a unui vehicul și se aștepta să crească rapid ajungând până la 70% [42, 44].

Aliajele metalice asigură rezistență superioară și reduceri semnificative de greutate, peste metalele feroase, cum ar fi oțelul și, ca atare, ele reprezintă materialul ideal pentru a crea o jantă cu performanțe ridicate. Actualmente este greu să ne imaginăm o autovehicul de curse de clasă mondială sau un vehicul rutier de înaltă performanță care nu utilizează jante de aliaj metalic. [45| Jantele trebuie să îndeplinească anumite cerințe critice de siguranță și ele trebuie să respecte standarde ridicate de design, condiții tehnice și de prelucrare.

Rigiditate structurală (dependentă de design) este valoarea de bază care se ia în considerare atunci când se proiectează o jantă de aluminiu pentru a obține ce puțin același comportament al vehiculului daca ar fi echipat cu jante din oțel. Totuși; rigiditatea materialelor dată de modulul lui Young este foarte mică în funcție de aliaj și amestec.

Limita de curgere este luată în considerare, pentru a evita deformarea sub eforturi maxime axiale (accelerații și frânări) și radiale (pivotare).

Se fac simulări și teste asupra rezistentei la impact și se verifică rezistența la coliziuni accidentale, cum ar fi impactul cu trotuarele.

Comportamentul la oboseală este cel mai important parametru pentru dimensionarea jantelor. Analiza cu element finit este sistematic utilizată în timpu proiectării. Condițiile de lucru sunt luate în considerare, inclusiv solicitările multi-axiale. Testele de torsiune și de rulare a jantei sunt utilizate pentru a verifica aceste calcule.

La proiectarea unei piese, constructorul trebuie să rezolve corect următoarele probleme:

alegerea justă a tehnologiei de fabricare (turnare, forjare, sudare);

dimensionarea corectă a piesei din punct de vedere a realizării ei prin turnare, a prelucrării pe mașini unelte și a funcționării în exploatare.

Tehnologii de fabricație a jantelor din aliaje de aluminiu

Elemente constructive

Janta este compusă din butuc, spițe și cadru (figura 3.1). Aceste componente pot fi o singură bucată, două sau trei. Butucul este partea centrală a roții prin intermediul căreia se atașează janta de suspensia autovehiculului. Spițele sunt dispuse radial de la butuc și atașate la cadru. Cadrul reprezintă parte; exterioară a jantei pe care se montează anvelopa [45].

Janta dintr-o singură piesă (figura 2.1) este cel mai frecvent tip de jantă de aluminiu, ea este turnată într-o matriță, care include toate caracteristicile necesar pentru funcționarea acesteia [45].

Jantele din mai multe piese (figura 2.2.) sunt formate din două sau trei componente asamblate împreună pentru a produce janta finită, care sunt sudate sau prinse cu șuruburi împreună, pentru a oferi siguranță și a rezista la forțele existente în timpul funcționării, ele putând fi realizate prin diferite procedee de turnare. Partea centrală se poate obține fie prin turnare prin diferite metode, fie prin forjare. Bordura la jantele din mai multe componente este în mod normal obținută prin turnare centrifugală. în general, secțiunile bordurii centrifugate oferă posibilitatea de a realiza jante personalizate pentru aplicații speciale. Bordurile jantelor sunt prinse cu buloane de centru și în mod normal, o etanșare este aplicată în sau pe zona de asamblare pentru a etanșa roata. Acest tip de jante a fost inițial dezvoltat pentru curse la începutul anilor 1970 și se folosește și în ziua de azi. Jantele din 3 piese sunt cele mai populare pentru diametre de 17" și mai mari. Avantajul jantelor din mai multe piese este că poate fi înlocuită orice componentă separată a jantelor în cazul în care aceasta se deteriorează [45, 46, 47].

Pentru jantele din 2 părți componente există mai multe opțiuni pe piață. Designul acestora nu oferă o arie largă de aplicare, ca în cazul celor din 3 componente, însă acestea sunt mai des întâlnite pe piață datorită costurilor de producție care sunt mai mici decât în cazul celor din 3 piese. Unele jante din 2 piese au partea centrală asamblată prin buloane de bordura turnată sau centrifugată a jantei, iar unii producători presează partea centrală a jantei de cadrul jantei și sudează elementele împreună [48].

Pentru elaborarea aliajelor de aluminiu se utilizează materiale metalice: aluminiu primar sub formă de blocuri, deșeuri proprii sortate după compoziția chimică, piese uzate, pe cât posibil sortate după compoziția chimică (fără pământ, nisip sau uleiuri), fondanți (cloruri și fluoruri ale metalelor alcaline) precum și diverși modificatori pentru obținerea unor piese compacte și cu structură fină.

Utilajele folosite sunt cuptoare cu creuzet, cuptoare rotative cu flacăra și cuptoare electrice. Pentru a se evita oxidarea și absorbția de gaze se utilizează un strat de fondant sau se efectuează o rafinare cu gaze.

Există patru tipuri de procese de fabricație utilizate pentru realizare jantelor din aluminiu.

-Forjarea este o tehnică excelentă pentru a realiza jante de aluminiu ; constă în comprimarea unui bloc de aluminiu pentru obținerea design-uli dorit al jantei. Janta obținută prin acest proces este rezistentă și durabil [44, 49].

-Un alt procedeu de obținere a jantelor este prin forjarea tablelor laminate iar foile de aluminiu sunt rulate prin intermediul unor roți de presă grei care imprimă sau presează aluminiul pentru a obține design-ul dorit I jantă. Acest proces folosește o cantitate mai mică de aluminiu decât I forjarea normală.

-Al treilea proces de fabricație îl reprezintă turnarea aluminiului topit îi forme numite matrițe.

-A 4-a tehnologie apărută în anul 2006, o reprezintă AIR INSIDE TECHNOLOGY, care conferă jantei o greutate mult mai mică și ansamblulu jantă-anvelopă o cantitate de aer mult mai mare, care protejează mult ma bine suspensia și articulațiile autovehiculelor cu jante de diametru mare 19" – 23". Rezistența jantelor realizate prin această tehnologie crește până la valori cuprinse între 40-60%, funcție de diametrul jantei și conferă autovehiculului o manevrabilitate de excepție.

În figura 2.3 este reprezentată o janta obținută prin aceasta tehnologie..

Clasificarea Jantelor

Pe fiecare jantă este inscriptionată clasificarea ei iar cel mai bun mod de a explica aceasta inscripționare este printr-un exemplu: “6Jx16H2 ET45

6 reprezintă lățimea jantei exprimată în inch (1 inch= 25.4 mm);

16 reprezintă diametrul de calare al anvelopei pe jantă exprimat în inch

ET45 reprezinta factorul de echilibru. Factorul de echilibru se masoară între linia centrală imaginară ce strabate janta lateral pe mijloc și suprafața de montare a jantei, acolo unde face contact cu butucul. Aceasta distanta se masoara in milimetrii si este intodeauna inscriptionata pe janta, alaturi de "ET", ceea ce inseamna "Einpress Tieffe", factor de echilibru in germana. Utilizarea unui factor de echilibru necorespunzator duce la vibrații transmise la volan în cazul frânarii la viteze mari și efort crescut la virare.

Prin intermediul literei J se descrie profilul gulerului roții. Există foarte multe modele de margini ale roții care se regasesc pe urmatoarele vehicule:

Spre exemplu putem observa în figura 2.7 se compară un profil al gulerului B de unul J. Se observă cum suprafața de sprijin a anvelopei e diferită. Este interzisă folosirea unei anvelope destinate unei jante cu profil “J” pe o jantă cu profil “B” din motive de siguranță în exploatarea autovehiculului.

Combinația alfanumerica “H2” este simbolul secțiunii profilului transversal al jantei denumit și obada.Pentru ca janta să posede o rezistență necesară, din proiectare inginerul trebuie sa asigure o structura cu cocoașe și șanțuri pentru a asigura preluarea forțelor axiale.

Design-ul conturului rotii

Ca și conturul gulerului, ETRTO prevede 7 standarde pentru secțiunea transversală a profilului jantei pentru automobile. Acestea sunt prezentate în figura xx . Toate trebuie prevăzute cu o înclinare de 5 grade a peretelui jantei.

Centrarea roții se poate realiza în doua moduri, fie prin centrarea alezajului central pe butucul roții fie prin intermediul prezoanelor.

Turnarea jantelor

Turnarea jantelor pentru autoturisme trebuie să aibă în vedere în primu rând calitatea acestora, pentru a oferi siguranță în exploatare. Aceasta presupune obținerea unui material fără defecte interioare și asigurarea unor proprietăj mecanice și chimice care să corespundă condițiilor de exploatare ale piesei.

La analiza fabricației piesei turnate trebuie, în primul rând, să se analizeze avantajele tehnico-economice ale jantei turnate, comparativ cu cele obținute prin forjare sau matrițare.

Piesele fabricate prin turnare sunt practic nelimitate ca formă, dimensiuni, masă. Obținerea lor prin alte procedee tehnologice fie nu este posibilă, fie ar avea ca rezultat creșterea exagerată a prețului. Alegerea tehnologiei este în majoritatea cazurilor stabilită odată cu alegerea materialului.

Calitatea produsului depinde de procesul tehnologic. Obiectivul principal al producătorului este de a oferi clientului cele mai bune jante din punct de vedere al tehnologiei de fabricație, fiabilității, siguranței operaționale și costului [47, 50].

Jantele din aliaj de aluminiu turnate reprezintă mai mult de 80% în Europa, 85% în Statele Unite ale Americii pentru autoturisme și camioane ușoare și 93% în Japonia. Există mai multe tipuri de jante auto disponibile pe piață, astfel încât trebuie să se cunoască utilitatea jantelor care vor fi achiziționate. Unele dintre . aspectele pe care utilizatorii ar trebui să le ia în considerare sunt materialele din care sunt realizate, dimensiunile jantelor, costul, precum și specificațiile vehiculului lor. În continuare se prezintă câteva avantaje și dezavantaje pentru diferite tipuri de jante.

Jantele din aliaj de aluminiu:

mare versatilitate a design-ului;

mai durabile decât cele din magneziu, acestea din urmă fiind mai puțin rezistente și procesul de fabricație este mai dificil;

reprezintă un plus din punct de vedere estetic;

sunt mai ușoare decât jantele de oțel; precizia dimensională;

capacitatea de reciclare; bună rezistență la coroziune;

au o mare capacitate de conducție termică;

asigură o răcire mai rapidă și mai eficientă a roții și implicit a componentelor sistemului de frânare;

necesită o îngrijire specială (mai ales în timpul iernii) pentru a evita acțiunea nocivă a materialelor antiderapante, a prafului sau a noroiului.

Jantele din oțel:

sunt semnificativ mai puternice, mai rezistente decât cele din aliaj, este nevoie de o forță mult mai mare pentru a putea fi îndoite și aproape imposibil să se spargă;

satisfac cerințele șoferilor care vor un set de roți de iarnă la un preț cât mai bun;

pot fi găsite în două variante de finisaje (negru sau metalizat);

modificarea aspectului se face ușor și relativ ieftin prin înlocuirea capacelor protectoare;

sunt mai ieftine decât jantele din aliaj datorită costului mai mic pentru materiale și manoperă.

Jantele din magneziu:

au fost primele jante turnate sub presiune, fiind utilizate pentru curse;

reprezintă un plus din punct de vedere estetic, acesta fiind unul dintre motivele principale pentru care sunt cumpărate;

sunt mai ușoare atât față de jantele de oțel, cât și cele din aliaj de aluminiu;

sunt mai puțin predispuse să se îndoaie sau să se onduleze, față de cele din aliaj de aluminiu, însă, dezavantajul este că, odată îndoite, ele nu pot fi îndreptate din nou;

necesită întreținere constantă pentru a-și păstra luciul;

de asemenea, rezistența la coroziune a acestor jante este ridicată;

sunt inflamabile, magneziul fiind capabil să ardă în apă sau dioxid de carbon

Jantele din titan:

reprezintă soluția de mijloc, ele fiind mai ușoare ca oțelul, dar mai grele fațc de aliajul de aluminiu, greutatea titanului fiind mai mare cu 67% față df aluminiu și mai mica cu 74% decât a oțelului;

sunt rezistente la coroziune, fiind utile pe drumuri cu salinitate ridicată.

Cele mai recente tehnologii de turnare în domeniul fabricării jantelor din aliaj sunt:

turnare sub joasă presiune,

turnarea centrifugală – utilizată tot mai rar.

Ulterior, tehnologia de deformare (flow forming), tehnologia strunjirii ș tehnologia acoperirii ne permit să rezolvăm următoarele sarcini:

garanția unei turnări de calitate,

combinarea rezistenței și durabilității cu o greutate minimă,

asigurarea unei rezistențe ridicate la coroziune și durabilității acoperirilor și protecție împotriva influențelor mediului înconjurător [47],

Aliajele utilizate trebuie să îndeplinească o serie de cerințe uneori contradictorii:

bune proprietăți de turnare (turnabilitate, sensibilitate la ruperea la cald ș contractibilitate);

capacitatea de a rezista la impactul fizic (alungirea și rezistența la impact);

rezistență la coroziune (atmosfera normală și soluție salină);

rezistență la oboseală [42, 44].

Aceste cerințe au condus la utilizarea pe scară largă a aliajelor de aluminiu, hipoeutectice Al-Si cu 7-12% conținut de siliciu, conținuturi diferite de magneziu (compromisuri asupra rezistenței sau alungirii), conținut scăzut de fier și impurități.

In Statele Unite și în Japonia, aliajul folosit mai des este AISi7MgO.3(A356.0) tratat termic T6. În Europa, proporția jantelor tratate termic este în creștere utilizându-se cu precădere același aliaj AISi7Mg0.3 sau aliajul AISillMg – silafont- 20, care are un conținut mai scăzut de magneziu și este mai puțin favorabil în ceea ce privește limita de oboseală, dar are o capacitate de turnare mai bună și caracteristici de contracție diferite [40]. Se utilizează, de asemenea și aliajele de aluminiu de turnătorie AlSill și AISil2, datorită faptului că se toarnă mai ușor, nu se aplică tratament termic, ceea ce determină costuri mai mici pentru fabricare.

Testele au arătat că utilizarea aliajului AISi7Mg0.3, cu diferite concentrații ale Mg oferă cel mai bun compromis între rezistența la oboseală și alungire. De asemenea, dacă se crește conținutul de Si, acesta are un efect negativ asupra ductilității, însă aliajele cu 9-11% Si sunt încă acceptabile, dar este necesar un proces de turnare îmbunătățit, astfel încât jantele să corespundă cerințelor din punct de vedere calitativ și economic. O creștere a conținutului de magneziu nu îmbunătățește rezistența la oboseală, dar reduce semnificativ alungirea.

În cazul turnării la presiune atmosferică, se formează un număr mic de germeni de cristalizare, în schimb viteza liniară de creștere a acestor germeni este mare, ceea ce duce la obținerea unor cristale mari. Mărirea presiunii la turnare, peste cea atmosferică, determină mărirea numărului de germeni de cristalizare și micșorează viteza liniară de creștere a acestora ceea ce duce la obținerea unei structuri granulare fine.

Turnarea gravitațională

Turnarea gravitațională este procesul de bază de turnare a aliajelor de aluminiului într-o formă temporară sau metalică folosind gravitația. Turnarea gravitațională oferă un cost de producție foarte rezonabil și este o metoda bună pentru turnarea modelelor la care se urmărește aspectul estetic sau atunci când reducerea greutății nu este o preocupare principală. Deoarece procesul de turnare se bazează pe gravitație pentru a umple forma, materialul din piesa obținută nu este la fel de compact ca la alte procese de turnare. Adesea jantele turnate gravitațional vor avea o greutate mai mare pentru a avea rezistența necesară [45].

Jantele turnate gravitațional au o rată de porozitate și de absorbție a impurităților mai mare, densitatea materialului este mai mică, ceea ce duce la o ținerea unei jante mai grele care să fie capabilă să funcționeze la parametrii necesari, iar variațiile de proces sunt foarte mari ceea ce conduce la un procent mai mare al defectelor.

Turnarea centrifugală

Turnare centrifugală este o metodă de obținere a pieselor prin turnarea metalului într-o formă care se rotește și se bazează pe acțiunea forței centrifuge asupra metalului lichid, care este proiectat pe pereții formei unde se solidifică [51],

Axa de rotație poate să corespundă cu axa piesei și atunci se obțin piese de revoluție sau să nu corespundă cu axa piesei și se obțin așa numitele piese fasonate. Axa de rotație poate fi verticală, orizontală sau înclinată.

În toate cazurile aliajul se găsește sub acțiunea a două forțe:

forța de gravitație: [N] (2.1)

forța centrifugă: [N] (2.2)

Turnarea centrifugală diferă de cele mai multe procese de turnare, care folosesc gravitația sau presiunea pentru a umple forma, iar procesul de turnare se face de obicei pe mașini de turnare centrifugală orizontală și mai rar, pe cele verticale. Procesul include următoarele etape:

Pregătirea matriței – pereții unei matrițe cilindrice sunt mai întâi acoperit cu un strat ceramic refractar, care presupune următorii pași: aplicare, rotire, uscare și coacere. Odată pregătită și asigurată, matrița este rotită în jurul axei sale la viteze mari (300-3000 rot/min), de obicei în jur de 1000 rot/min.

Turnarea – metal topit este turnat direct în matrița care se rotește. Forța centrifugă împinge materialul spre pereții matriței până când aceasta se umple.

Răcirea se realizează cu metalul topit în interiorul matriței, aceasta continuă să se rotească până când metalul se răcește. Răcirea începe de la pereții matriței către interiorul acesteia.

Îndepărtarea piesei turnate – după ce piesa turnată s-a răcit și solidificat rotirea matriței este oprită și piesa turnată poate fi îndepărtată.

Finisajul – forța centrifugă împinge metalul cu densitatea mai mare către pereții exteriori, iar impuritățile mai puțin dense sau golurile de aer se regăsesc pe suprafața interioară a piesei, ceea ce necesită procese secundare de prelucrare șlefuire sau curățare cu nisip, pentru a curăța și netezi diametrul interior al piese [45, 51].

În figura 2.5 sunt prezentate principalele metode de turnare centrifugă.

Suprafața liberă a aliajului centrifugat este, în cazul turnării cu ax vertical un paraboloid, iar în cazul turnării cu ax orizontal un cilindru.

Corpul cilindric gol ce se obține are o grosime neuniformă de perete pe verticală,

(2.3)

conform figurii 3.6.

Fig.2.11. Schema de calcul pentru determinarea matematică a neuniformității grosimii peretelui.

Neuniformitatea de grosime a pereților S va fi cu atât mai mică cu cât ω este mai mare, h este mai mic, R este mai mare și grosimea medie de perete Sm trebuie să fie mai mică. Ca urmare, prin acest procedeu se toarnă piese de înălțime mică, subțiri și cu diametru mare.

La turnarea cu ax orizontal suprafața interioară este un cilindru excentric față de axa de rotație.

Presiunile în interiorul aliajului lichid centrifugat sunt diferite, în funcție de procedeu, precum și în funcție de suprafața de turnare, atât în cazul turnării obișnuite, când axa formei corespunde cu axa piesei, cât și în cazul pieselor fasonate.

Jantele obținute prin turnarea centrifugală, datorită forțele centrifuge mari, au o granulație foarte fină pe suprafața exterioară ș posedă proprietăți mecanice cu aproximativ 30% mai mari decât jantele cu metodele de turnare statice. Aceste piese pot fi turnate din: metale feroase sau din aliaje neferoase (aluminiu,si aliaje ale acestuia).

Turnarea sub presiune

Turnarea sub presiune este printre cele mai utilizate metode de turnări pentru producerea pieselor de volum mare sau în masă din industria prelucrări metalelor și acestea se pot regăsi în mii de produse consumabile, produs comerciale și industriale [52].

Turnarea sub presiune este un proces eficient, economic, care oferă o gamă largă de forme și componente față de alte tehnologii de fabricație. Prin această metodă se pot obține piese cu forme complexe, cu toleranțe mai apropiate de piesa finală decât prin alte metode de producție în masă. Prelucrarea poate să fie minimă sau să lipsească ș pot fi turnate mii de piese identice, fără a fi necesare scule suplimentare [45, 52].

Turnarea sub presiune oferă precizie dimensională, menținând în acela; timp toleranțe strânse, stabilitate și durabilitate. Piesele turnate cu pereți subții sunt mai puternice și mai ușoare decât cele obținute prin alte metode de turnare Acestea au rezistență mai mare, deoarece nu sunt realizate din piese separate sudate sau fixate împreună.

Piesele turnate sub presiune pot fi produse cu suprafețe netede sau texturate și sunt ușor de placat sau de finisat, cu o pregătire minimă a suprafețelor. Ele sunt ușor de asamblat și pot fi realizate cu elemente de fixare turnate direct prin corpul piesei [52]. 1

Forjarea jantelor

Forjarea este o tehnică de producere a jantelor din aliaje metalice, prin care materialul este încălzit într-un domeniu bine stabilit (360-510 °C) [12], temperatura maximă de încălzire fiind situată sub temperatura solidus. Pentru forjare, se folosesc blocuri de aluminiu de formă cilindrică, cu diametru și înălțime variind în funcție de destinația jantei, dimensiunile acesteia și respectiv greutatea. în prezent, aliajul o aluminiu produs în cuptoare cu flacără, după procesul de rafinare (inclusiv filtrare se toarnă semi-continuu sub formă de bare cu diametru de 305 mm – 400 mm lungime de 7000 mm. Numărul barelor turnate dintr-o șarjă este funcție de

dimensiunile acestora, respectiv greutatea lor. De exemplu, pentru o janta cu greutatea de 19 kg, dimensiunile necesare blocului sunt diametru 305 mm și înălțime 100 mm. Blocul de metal încălzit în domeniu bine stabilit este supus la presiuni ridicate, în urma cărora rezultă janta de forma dorită. Procedura presupune trei stadii diferite, folosindu-se matrițe cu grade diferite de detaliere. Matrițele sunt fixate și presate împreună în dispozitivul de forjare, presiunea la care se lucrează fiind cuprinsă între 50 – 80 MPa. Comprimarea materialului în timpul forjării are ca rezultat creșterea densității și a capacității de încărcare. în faza de producție, materialele sunt încălzite înainte de fiecare stadiu la o temperatura prestabilită [49].

Forjarea este o combinație de rezistență, greutate redusă și ductilitate. Rezistența mecanică și fizică caracteristică jantelor forjate este distribuită pe întregul jantei la nivel de grăunte cristalin. Rezultatul constă într-o rezistență la efort sau la impact mult mai mare decât la janta echivalentă obținută prin turnare.

În figurile 3.9 și 3.10 se prezintă etapele de forjare, plecând de la materia primă până la janta finală [49].

Până la faza de prelucrare, toate etapele se realizează prin forjare. Odată forjate, jantele sunt tratate termic pentru a maximiza puterea mecanică globală. Pentru a obține configurația finală se folosesc strunguri cu control numeric computerizat (CNC). Finisarea finală are loc printr-o prelucrare atentă, care implică echipamente extraordinar de fine, toate detaliile fiind finisate și ajustate cu precizie la dimensiunile cerute conform specificațiilor și designului echipei de proiectare. Apoi, janta este șlefuită manual la interior și exterior și aplicarea unui strat acrilic protector.

Principalul avantaj al jantelor forjate față de cele turnate este greutatea Pentru a înțelege beneficiile unei jante mai ușoare, este necesar să se înțeleagă diferențele dintre "greutatea suspendată" și "greutatea nesuspendată" a autovehiculului. Greutatea suspendată este susținută de suspensie și aceasta include cutia de viteze, motor și șasiu, iar greutatea nesuspendată se referă la sistemul de suspensie și componentele conectate la acesta. Imperfecțiunile de la nivelul căii de rulare aplică forțe asupra greutății nesuspendate, care apoi reacționează cu mișcarea proprie a autovehiculului. Cu cât greutatea nesuspendată a autovehiculului este mai mică, cu atât este mai puțin influențată de calea de rulări și de alte forțe externe [54].

Avantajele jantelor forjate:

janta forjată este mai ușoară decât echivalentul celei turnate, ceea ce ajuți la îmbunătățirea performanței automobilului prin reducerea mase nesuspendate și creșterea performanței suspensiei, astfel încât în fina rezultă o ținută de drum mai bună, manevrabilitate sporita și siguranță îi viraje;

greutatea redusă a jantei forjate înseamnă un cuplu unghiular mai redus ceea ce în termeni practici asta înseamnă o dinamică a condusul» îmbunătățită printr-un consum redus de putere în timpul accelerării și o mai mare eficiență a frânării [47];

caracteristicile mecanice și fizice la o jantă forjată sunt egal distribuite în toate punctele, în timp ce la o jantă turnată prin procedeul standari acestea variază de la centru la periferie;

finisarea jantelor forjate este superioară față de cele turnate prin procedee clasice, datorită structurii materialului foarte compact, rezultat în urmi presării la peste 50 MPa.

Tehnologia de deformare – Flow Forming

Una dintre tendințele actuale este creșterea cererii de jante cu diametru mare, lucru care poate fi dificil datorită greutății lor, ceea ce duce la creștere greutății asupra suspensiei autovehiculului, compromițând confortul și siguranța la volan însă, această problemă a fost rezolvată prin introducerea tehnologiei flow forming.

Prin utilizarea echipamentelor speciale, janta turnată este încălzită sub presiune (la o temperatură de la 300 până la 350°C) și sub acțiunea rolelor car presează asupra ei, aceasta se deformează până ajunge la forma și lățimea finali. Ca urmare a acestui proces tehnologic, în primul rând, grosimea jantei este redusă și reducând astfel și greutatea roții, iar în al doilea rând, structura aliajului este schimbată, proprietățile sale sunt îmbunătățite, metalul devine mai fibros, suprafața jantei devine mai fermă [50].

Această tehnică de producție face posibilă reducerea volumului în baza jantei cu până la 50%.[46, 49].

Profilul bordurii unei jante fabricate prin utilizarea tehnologiei de deformare este mai subțire, iar janta este mai ușoară cu până la 15% față de o jantă turnată normal. Presiunea utilizată în acest proces, de fapt, schimbă proprietățile mecanice ale bordurii jantei pentru a avea valori ale rezistenței, rigidității și impactului comparabile cu jantele forjate, obținându-se un nivel foarte ridicat de performanță, la un cost care este cu mult mai mic decât la o jantă forjată. Ca urmare, o astfel de jantă este mult mai receptivă la accelerare și frânare și reduce impactul negativ asupra suspensiei autovehiculului, prelungind astfel durata sa de viață [50, 55].

"Flow Forming" este o procedura care folosește 3 role hidraulice și viteze și forțe foarte mari, care duc la greutăți foarte mici și rezistențe mari. Prin acest proces, rolele hidraulice forțează materialul turnat să urmeze profilul dat de sculele din oțel masiv. În timpul procesului este creat întregul diametru al jantei (figura 2.13).

Tehnologii de prelucrare mecanică

Zonele de pe partea interioară a centrului jantei sunt prelucrate prin strunjire și frezare, în scopul de a elimina toate materialele în exces și de a reduce greutatea roții. în timpul acestui proces o atenție specială este acordată tratamentului zonelor din interiorul spițelor și în jurul găurilor de montare. Punerea în aplicare a acestei tehnologii permite utilizarea a mai puțin material pentru a obține forme mai complexe și optimizarea greutății jantei, în timp ce se asigura stabilitatea roților și o durabilitate ridicată [50, 56].

Janta semi-finisată este supusă unui proces de recoacere la temperatura de 400-600°C, urmat de tratamentul de îmbătrânire, care completează ciclul tratamente în vederea îmbunătățirii calității. Pentru aliajele de aluminiu se aplica tratamentul tip T6, în timp ce aliajele de magneziu sunt supuse unui tratament tip T4 [47].

Designul exterior al jantei este apoi obținut prin prelucrare pt un strung multi-axial [47, 57].

Tipuri de finisări și caracteristicile acestora

Jantele cromate:

prezintă un plus din punct de vedere estetic;

sunt alegerea perfectă pentru utilizatorii care conduc în cea mai mare parte a anului în zone cu umiditate ridicata, pe ploaie sau zăpadă, ele fiinc anticorozive și nu ruginesc.

Jantele acoperite cu teflon:

stratul de teflon are un rol suplimentar de protecție a acestora, în specia pentru vehiculele off-road și pentru utilizatorii care conduc prin condiții de drum dificile.

Jantele din fibră de carbon:

sunt foarte rar utilizate pe vehicule 4×4, ele fiind extreme de ușoare greutatea lor reprezentând circa 50% față de o jantă din oțel cu aceleași caracteristici și mai mare cu circa 40% decât a uneia din aliaj de aluminiu;

sunt predispuse la rupere, motiv pentru care nu se vor produce în cantităî mari;

sunt extreme de costisitoare, datorită costurilor inițiale cu materiile prime și lotul de muncă manual implicat;

costul lor este de aproximativ 10 ori mai mare față de jantele forjate, da, cercetările efectuate în acest domeniu vor duce la reducerea prețurilor df fabricație.

Considerații privind calitatea jantelor auto

În prezent, datorită cerințelor pieței din punct de vedere calitativ și ecologic, jante din aliaj de aluminiu au o utilizate tot mai mare. S-au încercat jante pe pistele de curse, off-road și cross country, în cadrul unora dintre cele mai dure condiții de drum, iar jantele din aliaje neferoase sunt acum considerate standardul pentru multe autovehicule din lume. Odată cu creșterea cererii pentru aceste jante, au apărut și noi evoluții în procesul de proiectare și în tehnologia de fabricație, pentru a putea produce jante îmbunătățite, într-o mare varietate de modele [59].

În cazul jantelor, aliajele de aluminiu turnate oferă un aspect estetic îmbunătățit și un design mai flexibil față de produsul tradițional din oțel sudat. în cadrul industriei jantelor, tendințele de design sunt de a pune un accent mai mare pe prelucrarea acestora, utilizarea unor vopsele cu un luciu mai mare, dimensiunile spițelor mai mici și diametre mai mari.

Jantele auto au o geometrie complicată și trebuie să corespundă diferitelor criterii de proiectare, cum ar fi stilul, greutatea, procesul de fabricare și performanțele pe care trebuie să le îndeplinească. în scopul de a asigura un comfort la condus și o manipulare ușoară, roata trebuie să aibă o greutate cât mai mică

Treptat, producția jantelor din aliaj prin turnare este înlocuită cu producția prin deformare plastică, ceea ce duce la o greutate mai redusă, caracteristici fizico- • mecanice și performanțe îmbunătățite.

Dintre piesele auto, janta este oarecum unică, deoarece trebuie să îndeplinească sau să depășească o serie de cerințe:

performanțele la impact și la oboseală, deoarece jantele sunt componente critice pentru siguranță și ineficacitatea lor poate duce la rănirea sau decesul pasagerilor;

etanșeitatea la aer, deoarece janta este necesar să servească ca o componentă a unui vas de presiune, în contact cu anvelopa;

suprafață finisată de înaltă calitate, ea fiind una dintre caracteristicile cosmetice importante ale autovehiculului;

toleranțele geometrice, care sunt din ce în ce mai stricte.

Concluzii

În urma cercetării privind procesele de fabricare a jantelor reiese că:

din punct de vedere tehnologic jantele auto se produc în prezent prin: turnare, forjare, flow forming și air inside technology;

pentru fabricarea jantelor prin turnare se pot utiliza următoarele metode tehnologice: turnarea gravitațională, sub presiune și centrifugală;

jantele turnate gravitațional au o rată de porozitate și de absorbție a impurităților mai mare, densitatea materialului este mai mică, ceea ce duce la obținerea unei jante mai grele care să fie capabilă să funcționeze la parametrii necesari, iar variațiile de proces sunt foarte mari ceea ce conduce la un procent mai mare al defectelor;

forjarea este o combinație de rezistență, greutate redusă și ductilitate;

janta forjată este mai ușoară decât echivalentul celei turnate, ceea ce ajută la îmbunătățirea performanței automobilului prin reducerea masei nesuspendate și creșterea performanței suspensiei, astfel încât în final rezultă o ținută de drum mai bună, manevrabilitate sporita și siguranță în viraje;

greutatea redusă a jantei forjate înseamnă un cuplu unghiular mai redus, ceea ce în termeni practici asta înseamnă o dinamică a condusului îmbunătățită printr-un consum redus de putere în timpul accelerării și o mai mare eficiență a frânării;

caracteristicile mecanice și fizice la o jantă forjată sunt egal distribuite în toate punctele, în timp ce la o jantă turnată prin procedeul standard, acestea variază de la centru la periferie.

MODELARE

În urma unei scurte analize a informațiilor privind caracteristicile dimensionale ale jantelor existente pe piață s-a observat că majoritatea autoturismelor de categorie M1 aflate în producție la momentul actual cât și cele produse în ultimii 10-15 ani sunt echipate cu jante de tip 6.5Jx16H2 ET25.

În vederea proiectării jantei de tipul celei menționate anterior s-a realizat următorul itinerar:

Predefinirea variantelor constructive și selectarea uneia dintre acestea

Realizarea modelului 3D ales

Efectuarea calculelor matematice cu scopul identificării forțelor si momentelor maxime care se întalnesc în exploatarea acesteia

Determinarea tensiunilor ce apar în structura jantei în diferite condiții de exploatare- prin realizarea simularilor cu ajutorul programului software specializat Ansys 14.5

Optimizarea jantei din punct de vedere structural

Realizarea desenului de execuție

Predefinirea variantelor constructive

Modelarea geometrică a variantelor constructive a fost realizată pe calculator cu ajutorul programului de proiectare simulare Soldiworks.

Realizarea modelului 3D ales prin modelare geometrică

Ținând cont de standardele impuse de ETRTO (Organizația Tehnica Europeana a Pneurilor si Jantelor) fig 3.6 si tabel 3.1 privind diametrul de prindere a prezoanelor, a profilului transversal al jantei, si a profilului gulerului s-a realizat modelul 3D folosind tehnici uzuale ale geometriei constructive a programului software Solidworks, cum ar fi aplicarea unor primitive a unor operații de extrudare(extrud, cut), sweep, racordare, si operații booleene(reuniune, intersecție etc).

S-a reprezentat profilul secțiunii transversale a jantei(obada)(Fig 3.7)respectând standardul Organizației Tehnice Europene a Pneurilor si Jantelor și indicațiile prezentate în cadrul ei.

A urmat generarea jantei prin rotirea profilului în jurul axei de simetrie rezultând obada Operațiunea poartă de numirea de sweep. Fig 3.8.

În pasul urmator s-a creat o schiță a butucului care vine în contact cu fuzeta, generat prin utilizarea aceleiași funcții utilizată la pasul anterior. Fig 3.9

Prin poziționarea planului de lucru pe suprafața frontală a jantei, s-a realizat schița unei spițe prin desenarea în 2D a unei jumătăți, ulterior oglindidu-se față de o axă înclinată la 60 de grade față de planul transversal, perpendicular pe axa de coordonate X. Fig 3.10. Acestea nu sunt reglementate prin standarde, fiecare constructor putând să le personalizeze, ele având posibilitatea de a lua orice formă cât timp îndeplinesc rolul lor de rezistență.

Schița s-a extrudat sper interiorul jantei, cu o grosime de 55 de milimetri. Pentru a obține o rezistență cât mai bună s-au creat 5 spițe prin funcția circular pattern, care urmează să fie coliniare cu axa de simetrie a fiecarei spițe. Fig 3.11

Pentru a elimina surplusul de material și pentru a creea designul dorit al spițelor, s-a utilizat o funcție boolean de scădere a materialului, prin rotirea unei schițe în jurul axei jantei. Astfel în figura 3.12 și 3.13 se observă schițele utilizate în această etapă.

Urmatorul pas a constat în realizarea alezajelor destinate prinderii jantei pe butuc.Pentru aceasta s-a realizat o schiță cu scopul de a determina centrul fiecarui alezaj. Existând 5 alezaje s-a creat un poligon cu 5 laturi și 5 colțuri. Fiecare colț fiind centrul fiecarui alezaj. Distanța dintre 2 colțuri consecutive este de 105 mm.

Pentru a crea alezajele s-a folosit funcția hole wizard. Funcție prin intermediul căreia se creeaza automat alezajul în functie de parametrii dați inițial. Specific acestui alezaj este suprafața de strângere a prezoanelor în formă de con cu un unghi de 60 de grande. Alezajul este caracterizat de suprafața conică de centrare cu înclinare de 60 de grade , diametrul acestuia (20 mm), lungimea (48 de mm ) și diametrul pentru capul prezonului de 30 de mm. Fig 3.15

Pentru finisarea modelului 3D, fiecare muchie a fost racordată. Muchiile suprafețelor funcționale au fost teșite. Fig 3.16

Masa jantei este de 11.98 kg.

Modelare matematică

Calculele matematice au fost efectuate pentru a obține valorile numerice ale forțelor si momentelor la care este supusă roata în staționare, rulare și virare în timpul exploatării autovehiculului pe un drum de asfalt sau beton cu un coeficient de aderență cu valoare maximă – 0,8.

Pentru elaborarea calculelor s-a pornit de la masa maximă autorizată a autoturismului si puterea dezvoltată de motor. În urma unei scurte analize a informațiilor privind caracteristicile autoturismelor existente pe piață de categorie M1 care pot fi echipate cu aceste jante, s-a constatat ca acestea au masa maximă autorizată până la limita de 2000 de kilograme iar puterea dezvoltată de motor de maxim 150 kW și moment maxim de 270 Nm.

Pneurile cu care sunt dotate din fabrica autoturismele care pot fi echipate cu aceste roți au dimensiunile 205/55 R16.

Forțele si momentele care acționează asupra roții diferă în funcție de regimul de exploatare: staționare, rulare, virare. În continuare s-au calculat valorile forțelor și ale momentele în cazurile menționate anterior.

În timpul staționării autovehiculului asupra roții acționează:

-presiunea din pneuri care pentru autoturisme ia valori cuprinse între 2.2 respectiv 3 bar(0.22-0.3 MPa).În calcule s-a utilizat valoarea presiunii din pneuri egală cu 0.25 MPa.

-forța radială care conform specificațiilor SAE se calculează în cadrul testelor unei jante cu relația:

, (3.1)

unde: Gr –greutatea repartizată pe o roată, Ma- masa autoturismului, rd- raza dinamică, g-accelerația gravitațională, a- coeficient de repartizare a greutății

-reacțiunea normală a drumului

, (3.2)

unde: Zr – rezultanta tuturor reacțiunilor normale pe suprafața de contact a pneului cu drumul, fiind denumită reacțiunea normal dintre roată si drum;

Pata de contact a fost măsurată pentru un automobil având jante 6.5Jx16H2 ET25 echipate cu pneuri 205/55 R16 cu presiune de 0,25 Mpa. Lungimea petei de contact este de 242 mm Fig. 3.11

Din triunghiul DCB, unghiul DCB este determinat prin relația 3.3

, (3.3)

unde DB este jumătate din lungimea petei de contact (121 mm) iar DB este suma dintre raza pneului și raza jantei.

Pentru a determina raza pneului se pornește de la specificațiile acestuia (205/55/R16) unde 55 este înălțimea balonului(profilului) anvelopa fiind umflată, 205 reprezintă rezultatul produsului dintre înalțimea balonului anvelopei și balonajul maxim( distanța liniară între pereții exterior ai flancurilor anvelopei umflate) exprimat în procente ((H/B)*100) , R reprezintă tipul variantei constructive a anvelopei aceasta fiind de tip radial iar 16 este diametrul de calare pe jantă(același cu diametrul nominal al jantei).

De aici rezultă că înălțimea este produsul dintre lățimea balonului și produsului dintre înalțimea balonului anvelopei și balonajul maxim

, (3.4)

Cunoscându-se acestea se poate scrie calcula CB ca fiind

, (3.5)

unde: r este raza jantei exprimată în milimetri.

Valoarea unghiului petei de contact este de 420 dublul valorii unghiului DCB.

În timpul rulării autovehiculului, asupra roții acționează:

–forța de greutate( se calculează cu formula 3.1)

-reacțiunea normală a drumului( se calculează cu formula 3.2)

-momentul la roată sub acțiunea careia roata se deplasează.

, (3.6)

unde Mr- moment la roată, rd- raza dinamică a roții, -raport de transmitere a transmisiei

Autovehiculul acționează asupra jantei cu o forță de tracțiune reprezentată ca fiind reacțiunea autovehiculului asupra roții, respectiv a osiei asupra roții deoarece se efectuează echilibrul roții. Aceasta se calculează cu relația:

, (3.7)

Între pneu și calea de rulare apare o forță rezultantă a tuturor reacțiunilor aplicate în punctele suprafeței de sprijin pneului pe drum în direcția tangențială notată cu Xm fiind îndreptată în același sens cu deplasarea autovehiculului și egală ca valoare cu reacțiunea autovehiculului asupra roții.Relația 3.4

(3.8)

În cadrul virajelor apare o forță suplimentară datorată forței centrifuge a autovehiculului care la roată acționează coliniar cu axa de simetrie a acesteia, fiind egală cu produsul dintre pătratul vitezei autovehiculului și masa acestuia, raportat la raza de viraj.

(3.9)

unde: Ma- masa autovehiculului, v- viteza acestuia iar R- raza de viraj

Tensiunile cele mai mari datorate acestei forțe apar atunci când forța centrifugă a autovehiculului este egală cu forța de frecare maxima a autovehiculului pe calea de rulare.
(3.10)

unde – coefficient de frecare

Această forță se mai folosește pentru a calcula raza de viraj a autovehiculului la diferite viteze de deplasare a acestuia.

Ținând cont de faptul ca autoturismul are 4 roți, simplificând problema, forța cu care este încărcată o roată este aproximativ egală cu o patrime din valoarea forței centrifuge

(3.11)

Forța centrifugă a jantei este calculată în Ansys automat, introducând viteza unghiulară.Viteza unghiulară a jantei se calculează în funcție de viteza autovehiculului astfel

, (3.11)

unde:-viteza autovehiculului in km/h, – viteza unghiulară a roți, r- raza roții

Calculele complete se gasesc în anexa 6.2.

Analiza solicitărilor din jantă

Analiza numerică are ca și scop determinarea tensiunilor și deformațiilor. Ca și suport software s-a utilizat programul Ansys 14.5. Deși e posibilă ușurarea analizei de către solver nu s-a recurs la simplificarea geometriei pentru a putea obține rezultate de o acuratețe mare.

Cazul de staționare a autovehiculului

S-a definit materialul jantei ținând cont de densitate, modulul de elasticitate longitudinal(modulul lui Young), coeficientul lui Poisson, limita de elasticitate și limita de rupere. Acești parametrii au fost definiți pentru materialul Al 7Si 0.3Mg (A356.0) . Fig 4.1

Pentru discretizarea geometriei s-a urmărit creearea unui mesh cât mai uniform atât la suprafață cât și in volum, pentru a limita erorile numerice care ar putea să apară din cauza unei discretizări neconforme. Fig 4.2 a) ,b) În acest scop, s-a setat marimea unui element de 2.5 mm și s-a utilizat funcția Hex Dominant. Această funcție, obligă software-ul să creeze rețeaua de elemente cu elemente de tip hexagonal care sunt mult mai ușor de calculat pentru solver iar rezultatele calculelor mult mai conforme cu realitatea.

Pentru a evalua calitatea mesh-ului, se recurge la funcția Mesh Metric a software-ului. Se setează pe Mesh size și astfel se obține un grafic de evaluare în cadrul căruia pe abscisă este reprezentat numărul de elemente iar pe ordonată calitatea acestora, evaluate pe o scară de la 0 la 1, unde 0 reprezintă elementele cele mai slabe calitativ iar 1 elementele cele mai bune. Fig 4.3 Se observă ca cele mai multe elemente se află în intervalul 0,88- 1.

Media coeficientului Element Size dat întregii geometri, este de 0,73 ceea ce înseamnă o calitate bună înspre foarte buna a mesh-ului.

Pentru realizarea corectă a analizelor, este necesară supunerea jantei la constrângerile existente în realitate. Astfel, suprafața conică pe care se fixează prezoanele s-a încastrat folosind comanda Fixed Support. Toate nodurile aflate pe această suprafață vor avea anulate toate cele 6 grade de libertate(repretentat cu albastru în Fig 4.4).

Prinderea jantei pe fuzetă se realizează prin strangerea prezoanelor. Pe suprafața alezajelor se utilizează comanda Cylindrical Support, pentru a simula existența prezoanelor, astfel solverul știe în cazul unei deformații a materialului jantei că în alezaj exista o piesă și astfel deformațiile se opresc(reprezentat cu albastru în Fig 4.5)

Asupra jantei acționează:

-forța de greutate a autovehiculului calculată cu relatia 3.1 reprezentată ca reacțiune a căii de rulare asupra jantei.(suprafețele de culoarea roșie) Fig 4.6

-presiunea din pneuri având valoarea de 0.25 Mpa fiind aplicată pe suprafața obezii (suprafețele de culoarea roșie) Fig 4.7

-s-a ținut cont de forța de greutate a jantei pentru a avea un rezultat cât mai fidel realității

După încărcarea cu forțe se rulează analiza numerică iar după soluționare se evaluează starea de tensiuni cu metoda Von Mises, metodă utilizată pentru evaluarea stării de tensiuni din oțeluri și materiale ductile, așadar va evalua cel mai bine comportamentul deformabil al jantei. Fig 4.9.

Zona în care apare această tensiune, este la îmbinarea dintre spițe și obadă aceasta având valoarea maxima de 26.6 MPa, deformația rezultată în urma acestei tensiuni fiind în domeniul elastic deoarece limita de rezistență la alungire este 235 MPa . Se investighează dacă această valoare nu este rezultatul unei singularițăți. Se poate constata că nodurile ce înconjoară punctul de tensiune maximă au o valoare a tensiunii foarte apropiată de valoarea maximă atât la suprafață cât și în interiorul materialului, atât pe spița respectivă cât și pe celelalte spițe. Aceasta este datorată tendinței de încovoiere a obezii înspre interiorul ei.

Deformația maxima a jantei este de 0.09 mm. Aceasta se înregistrează în zona suprafeței de sprijin a pneului pe partea interioară a jantei.

Cazul de rulare în linie dreaptă

Conform Organizației Europene a Constructorilor de Pneuri și Jante a Societății Inginerilor Automobiliști asupra unei jante ce se află în rulare reacțiunea asupra jantei datorată greutății automobilului, se calculează cu relația:

, (4.1)

unde: k- factor de accelerație .

Se păstrează aceleași condiții de încastrare a jantei pe suprafețele conice pe care se fixează șuruburile și presiunea pe suprafața interioară a obezii ca și în cazul anterior analizat.

Momentul motor care acționează asupra jantei sub formă de moment la roată este calculat pentru prima treaptă de turații la 20 km/h.Raportul de transmitere total în prima treaptă este de 9,85 rezultând o valoare a momentului la roată de 1206 Nm. Acesta se aplică pe suprafața de contact dintre pneu și jantă, considerând că nu există frecare între jantă si pneu. În sistemul de coordonate XYZ, momentul este definit în jurul axei Z, fiind axa de rotație a jantei..Fig 4.12

Se păstrează aceleași condiții de încastrare a jantei pe suprafețele conice pe care se fixează șuruburile.

În zona marcată cu roșu in figura 4.13 sunt reprezentate suprafețele de acțiune a reacțiunii caii de rulare asupra jantei calculată cu relația 4.1. Recțiunea are direcția verticală (Y) de jos în sus și valoarea de 11870 N. Suprafața a fost creată în Design Modeller.

În figura 4.14, pe aceleași suprafețe acționează și rezultanta tuturor reacțiunilor aplicate în punctele suprafeței de sprijin a pneului pe drum, în direcția tangențială paralelă cu axa X și având sensul deplasării autovehiculului, reprezentând în același timp, forța de tracțiune la roată și având valoarea de 4358 N.

Fig 4.14 Forța de tracțiune la roată

Forța centrifugă este calculată în Ansys prin introducerea vitezei unghiulare specifice cazului analizat. Este definite în jurul axei Z, fiind axa de rotație. Are valoarea de 27.36 rad/s.

Fig 4.15 Viteza unghiulară definită întregii jante

După parcurgerea acestor etape, analiza este demarată simulând funcționarea automobilului la 20 km/h, 60 km/h, 80 km/h, 120 km/h respectiv 160 km/h. Valorile numerice ale forțelor si momentelor se regăsesc în tabelul 4.1.

Rezultate tensiunilor Von Mises obținute din analizele numerice se regăsesc în tabelul 4.2.

În graficul din figura 4.15, se observă că, inițial, odată cu creșterea vitezei scade valoarea tesiunilor datorita micșorării momentului transmis la roată, însă analiza la 120 de km/h relevă o crește continuă a tensiunilor datorită creșterii exponențiale a forței centrifuge. Cu toate acestea, tensiunea maximă este cu mult sub limita de curgere a materialului.

În continuare se analizează cazul cel mai nefavorabil și anume la 160 de km/h unde s-a constatat că tensiunea maximă de 90 MPa se regăsește la îmbinarea dintre spiță și butuc. Valori mari ale tensiunilor se pot observa și pe suprafața conică pe care se montează șuruburile și scad ca mărimi spre extremitățile spițelor.

Se poate observa de asemenea în partea de jos a jantei, la îmbinarea spițelor inferioare, o creștere a tensiunilor pâna la un maxim de 22.56 Mpa, iar în spițe 18.32 Mpa.

O altă zonă unde se înregistrează o creștere a tensiunilor este partea interioară a jantei, zona inferioară, pe conturul interior si exterior al obezii, până la o valoare maximă de 37 de MPa. Aceasta se află în exteriorul obezii.

Totodată în această zonă se regăsesc și deformațiile maxime din piesă acestea având o valoare de 0.55 mm.

Acestea din urmă, scad înspre partea frontală a jantei unde deformția maximă este de 0.22 mm pe gulerul jantei.

Caz de rulare în viraj

În timpul rulării autovehiculului în viraje asupra lui acționează suplimentar o forță centrifugă care se manifestă la nivelul roții sub forma unei reacțiuni ce acționează pe conturul jantei de sens contrat acesteia. Ea tinde să încovoaie janta pe direcție axială fie înspre exteriorul jantei fie înspre interiorul ei.

Pentru a analiza cazul în care reacțiunea tinde sa încovoaie janta înspre exteriorul ei se consideră automobilul deplasându-se în viraj spre dreapta, roata analizată fiind cea din dreapta.

Se păstrează aceleași condiții de încastrare a jantei pe suprafețele conice pe care se fixează șuruburile și de încastrare a suprafeței interioare a butucului. Presiunea pe suprafața interioară a obezii, forțele și momentele precum și viteza unghiulară a cazurilor anterior analizate se pastrează și în această situație. Spre deosebire de cazul rulării în linie dreaptă, suplimentar, acum asupra jantei acționează reacțiunea apărută datorită forței centrifuge a automobilului.

Atât în timpul deplasării în viraj la dreapta cât și la stânga, valoarea reacțiunii este egală cu 4414.5 N .

Domeniul de acționare a acesteia sunt suprafețele marcare cu roșu, pe jumătatea inferioară a jantei, în figura 4.20.

Pentru a analiza cazul în care reacțiunea tinde sa încovoaie janta înspre interiorul ei se consideră automobilul deplasându-se în viraj spre stânga, roata analizată fiind tot cea din dreapta.

Se păstrează aceleași condiții de încastrare a jantei pe suprafețele conice pe care se fixează șuruburile și de încastrare a suprafeței interioare a butucului. Presiunea pe suprafața interioară a obezii, forțele și momentele precum și viteza unghiulară a cazurilor anterior analizate se pastrează și în această situație însă domeniul de acționare a acesteia sunt suprafețele marcare cu roșu, pe jumătatea inferioară a jantei, în figura 4.20.

Se analizează starea de existență a tensiunilor, în viraj atât la stânga cât și la dreapta, la 20 km/h, 60 km/h, 80 km/h, 120 km/h respectiv 160 km/h pentru roata din dreapta. Valorile maxime ale tensiunilor se regăsesc în tabelul 4.3.

După încărcarea cu forțe se rulează analiza numerică iar după soluționare se evaluează starea de tensiuni cu metoda Von Mises. Fig 4.23.

În graficul din figura 4.22, se observă că valoarea tensiunilor a crescut față de cazul de rulare în linie dreaptă. Tendința valorilor tensiunilor este de scădere în timpul rulării cu 20 km/h a automobilului . La 60 de km/h tensiunile din jantă sunt mai mici decât la 20 km/h datorită momentului motor demultiplicat de cutia de viteze. De la această viteză de deplasare a automobilului tensiunile ce apar în jantă au o tendintă de creștere datorate forței centrifuge a jantei.

În continuare se analizează cazul cel mai nefavorabil și anume la 160 de km/h atât pentru virajul la stânga cât și pentru cel la dreapta.

Pentru virajul la dreapta a roții din dreapta s-a constatat că tensiunea maximă de 97.2 MPa se regăsește la îmbinarea dintre spiță și butuc.

. Valori mai mari ale tensiunilor se pot observa și lungimea spițelor cu tendințe de scădere a intensității spre extremități. În partea interioară a jantei se observă zone de tensiuni ridicate datorită tendinței reacțiunii forței laterale de încovoire a spițelor.

O altă zonă unde se înregistrează o creștere a tensiunilor este partea interioară a jantei, zona inferioară, pe conturul interior si exterior al obezii, până la o valoare maximă de 30 de MPa.

În figura 4.25 de observa că deformația maximă de 0.43 mm apare în zona interioară, pe gulerul jantei

Pentru virajul la stânga a roții din dreapta s-a constatat că tensiunea maximă de 157.5 MPa se regăsește la îmbinarea dintre spiță și butuc. În cazul acesta tendința jantei este de încovoiere în interiorul ei.

Zona cu tensiuni mai mari este datorată acțiunii combinate a reacțiunii căii de rulare și a reacțiunii din jantă datorate forței centrifuge a autovehiculului.

Deformația maximă este localizată în gulerul jantei, având valoare de 0.59 mm, față de poziția inițială. În acest caz se constată o creștere a deformării față de cazul de virare spre dreapta.

Optimizare

Se constată în urma datelor obținute ca janta este supradimensionată având zone cu tensiuni mici în contrast cu zone cu creșteri bruște de tensiune. Aceste creșteri bruște sunt datorate concentratorilor de tensiuni. Prin urmare este necesară o optimizare a formei.

S-a observat că tensiunile în obadă sunt mici comparativ cu alte zone ale jantei însă deformațiile din partea interioară a gulerului jantei sunt mari astfel s-a optat pentru a modificarea grosimii profilului la 6.5 mm în zona scobiturii jantei și 5 mm în lungul profilului. La 16.5 mm de suprafața de montare a pneului pe partea opusa a spițelor, obada s-a prevăzut cu o ocoașă cu rol de a oferi o mai bună rezistență la sarcini radiale, scazând astfel si deformațiile maxime survenite în cazul anterior.

Spițele, fiind numeroase s-a dovedit a fi supradimensionate. Au fost modificate conform schiței 4.30, fiind micșorate ca și lățime și adâncime de extrudare de la 55 de mm la 45 de mm.

În zona dintre obadă și spițe s-a constatat odată cu creșterea suprafeței de contact dintre acestea, tensiunile sunt mai mici.

O zonă problematică a fost atât intersecția dintre spițe și obadă cât și dintre spițe și butuc unde existau concentratori de tensiuni și muchii complexe de obținut în procesul de fabricație

În timpul rulării în viraj în zona A(fig. 4.30 c)) , marcată pe schiță, se regăseau tensiuni mari datorită apariției unui moment, apărut și ca deformație excesivă a obezii în înteriorul janti, care tinde să deformeze obada înspre spițe. În acest sens s-a mărit raza dintre spițe și obadă.

Tot în acest sens s-a mărit, prin funcția Revolve, grosimea obezii în zona A din schița de mai sus. Fig 4.30 b)

În zona dintre spiță și butuc s-a putut constata tensiuni mari în majoritatea cazurilor analizate, datorită existenței unor muchii(zona B)

S-a constatat posibilitatea de reducere a masei jantei prin decuparea de material, din butucul jantei, conform schiței 4.31.

Toate modificările aduse structurii jantei respectă prevederile Organizației Europene a Constructorilor de Pneuri și Jante.

Analiza solicitărilor din janta optimizată

După optimizarea jantei se reiau simulările la încărcare statică, rulare în linie dreaptă și în viraj.

Se constată o scădere a eforturilor din piesă precum și dispariția concentratorilor de tensiuni.

În timpul saționării autoturismului tensiunile maxime survenite în jantă sunt mai scăzute, de până la 24 Mpa, acestea fiind localizate în zona de îmbinare dintre spițe si obadă. În obadă se înregistrează tensiuni de maxim 14 MPa. Deformațiile maxime au scăzut față de cazul anterior de la 0.09 mm la 0.055 mm.

Valorile tensiunilor sunt uniform repartizate în jantă existând un punct de maxim în zona montare a șuruburilor de fixare. Aceasta totuși este o singularitate datorată simplificării geometriei în scopul rulării în condiții optime a analizei, deoarece în imediata apropiere a acelui punct de maxim valorile tensiunilor scad brusc.

La îmbinările dintre spițe și de butuc respectiv spițe si jantă se observă scaderi semnificative a tensiunilor față de cazul neoptimizat, înregistrându-se valori între 30-70 MPa, cu creșteri modeste peste aceste zone.

Deformația maximă este de 0.29 mm în acest caz, localizată tot în interiorul jantei, pe gulerul acesteia.

Analiza la oboseală

Analiza bazată pe elemente finite, folosind ANSYS, este o metodă eficientă de estimare a comportamentului structural al jantei și evaluare a tensiunilor și deformațiilor în timpul etapei de proiectare. Este foarte important ca janta să posede o durată de viață cel puțin egală cu durata de viață a automobilului.Analizele anterioare au demonstrat că tensiunea maximă din jantă este mai mică decât rezistența de curgere a materialului, însă ținând cont de faptul că tensiunea nu acționează dupa o singură direcție iar solicitările sunt de natură ciclică este necesară o analiză la oboseală care să releve dacă janta este proiectată în așa natură încât să asigure siguranța în exploatare.

Pentru a determina acest lucru s-a efectuat o analiză la oboseala a jantei drepte în timpul rulării autovehiculului în viraj la stânga cu o viteză de 160 de km/h.

Metodele de analiză la oboseală pot aproxima atât numărul de încarcări pâna în momentul apariției deformărilor plastice cât și comportamentul piesei până la apariția ruperii datorită microfisurilor ce apar în timp în piesă.

Curba de durabilitate a materialului se regăsește în Engineering Data. Solverul analizează tensiunile alternative din piesă, comparând tensiunea maximă cu numarul maxim de cicluri care le poate efectua janta. Cu cât scade valoarea tensiuni maxime din piesă cu atât crește numărul maxim de cicluri care poate fi supusă janta.

Se setează ca încărcarea să fie reversibilă astfel se simulează modul în care janta este încărcată cu forțe în exploatare. Metoda de analiză utilizată este Stress Life cu scopul de a identifica comportamentul jantei până in momentul apariției primelor deformări plastice. Este esențial ca janta sa nu atingă acest prag al trecerii de la deformații elastice, la plastice.

Pentru a calcula coeficientul de siguranță la oboseală se utilizează diagrama scheamatizată a rezistenței la oboseală Soderberg deoarece este potrivită pentru materiale ductile. Aceasta este o reprezentare grafică a variației rezistenței la oboseală în funcție de coeficientul de asimetrie a ciclului de solicitare.

În urma analizei se constată ca factorul de siguranță are valoarea de 1.6. Un factor de siguranță sub valoarea de 1 înseamnă deformații peste limita de curgere a materialului.

Durata ciclurilor minime de viață a jantei ce a reieșit din calcule e de 106, valoare care este definită în Ansys și întâlnită în practică ca și o durată de viață infinită în condițiile de solicitare încercată.

PROCES DE FABRICAȚIE

Analiza constructiv- funcțională a piesei

Roata reprezintă cel mai important ansamblu al sistemului de rulare și servește la susținerea autovehicului. Nu în ultimul rând, roata este cea care prin rostogolire, asigura deplasarea autovehiculului.r)

Ansamblul roții este construit cu butucul roții, partea de legtură (face legătura între butuc și jantă), janta și pneul. Janta este suportul rigid, pe care urmează a fi montat pneul.r)

Pentru fabricarea jantei din lucrarea prezentă, Zet 6.5Jx16H2ET25, s-a constatat că sunt necesare următoarele operații:

Operația I. Turnarea în matriță a modelului

Operția II. Aplicarea tratamentului termic T6

Operația III. Debavurare

Operația IV. Control de calitate

Operația V. Finisare

Tabel 5.1 Itinerarul tehnologic pentru fabricarea jantei

Prin analiza desenului de execuție (Anexa 1), se constată că piesa are în compoziția sa suprafețe funcționale, suprafețe tehnologice și suprafețe libere. Suprafețele funcționale se consideră a fi acele suprafețe de contact ale piesei cu alte organe ale ansamblului.

Suprafețele funcționale sunt: S6, S4, S8. Acestea din urmă intră în contact direct cu alte organe ale ansamblului roții. Toate suprafețele se execută la o rugozitate Rz= 10 µm și au toleranțe în conformitate cu DIN EN ISO 1101.

Suprafețele tehnologice sunt acele suprafețe cu rol în procesul de fabricare, prin orientare, evacuare de așchii etc. S6 respectiv S9, sunt suprafețele tehnologice ale piesei. Și nu în ultimul rând, suprafețele libere, de trecere sau legătură, reprezentate de S1, S2, S3, S5, S7, S10, S11, S12.

Alegerea justificată a materialului pentru execuția jantei

În capitolele anterioare s-a ales pentru proiectarea și simularea jantei, aliajul de aluminiu Al7Si0.3Mg ( EN AW- A356.0), datorită bunelor proprietăți mecanice pe care le prezintă, dar nu în ultimul rând datorită prelucrabilității bune. Din aceste motive, janetele de aluminiu au o precizie de fabricație net superioară celor din oțel dar și o durabilitate mai bună. Nu în ultimul rând, una dintrece cele mai dorite caracteristici, de către producătorii de automobile, este greutatea redusă, ușor de realizat prin utilizarea acestor tipuri de aliaje de aluminiu. Să nu uităm ca acest aspect înseamnă prin definiție o frânare respectiv o accelerare mai rapidă, consum redus de combustibil și emisii mai mici, de fapt calitatea cerută și dorită de către clienți.

Tabel … Compoziția chimică a aliajului de aluminiu EN AW- A356.0

Tabel … Proprietățile mecanice, termice, fizice ale aliajului EN AW- A356.0

Succesiunea fazelor prelucrării

Turnarea

Pentru fabricarea jantelor din aliaje de aluminiu, există mai multe tipuri de tehnologii de fabricație printre care se numără: turnarea în matriță sub presiune (de joasă presiune, de înaltă presiune), turnarea gravitațională, turnarea centrifugală, forjare, tehnologia „flow forming”, Air Inside Technology- apărută în anul 2006, tehnologie BBS etc.

Ținând cont de avantajele turnării sub presiune, am ales pentru această lucrare, turnarea sub presiune joasă. Turnarea sub presiune oferă precizie dimensională, menținând toleranțe strânse. Această tehnologie presupune utilizarea suprapresiunii pentru a determina aluminiul topit să ajungă mai repede în matriță și pentru a obține un produs finit cu proprietăți mecanice superioare celor obținute prin turnarea gravitațională a jantei. Printre avantajele turnării sub joasă presiune se regăsesc:r)

Reducerea costurilor de prelucrare;

Control bun al parametrilor de prelucrare;

Calitate metalurgică superioară;

Excelente proprietăți mecanice și tehnologice ale piesei turnate;

Material mai dens, care contribuie implicit la obținerea unei jante mai ușoare;

Puritatea produsului etc.

Presiunea necesară acestui tip de turnare se obține cu aer comprimat și ia valori între (0.5-1)105 Pa, iar în timpul solidificării se poate mări până la 2,5×105 Pa.r)

Instalațiile acestui tip de turnare sunt mai simple în comparație cu cele necesare turnării la presiune înaltă, iar etanșarea formei este mai ușor de realizat. Este important de menționat faptul că prin turnarea la presiune joasă se pot obține piese cu calitate aproapiată celor turnate la presiune înaltă dar, la un cost de fabricație și o investiție mult mai reduse. r)

Semifabricatele sunt lingorui din aliaje de aluminiu cu un procent de 97% de aluminiu. Topirea aliajului se va realiza într-un creuzet metalic sau de grafit, cu ajutorul unei flăcări, cu rezistența sau prin inducție, într-un cuptor, la temperatura de 750oC, temperatură la care aliajul se lichefiază.

Metalul astfel topit, se va păstra într-un malaxor în atmosferă protejată, pentru prevenirea absorbției în cantități mari a hidrogenului și a altor impurități, și se injectează argon cu scopul de a elimina hidrogenul din compoziție. r) Ulterior se adaugă pulbere de magneziu cu scopul de a crește rezistența mecanică.

Matrița în care se va turna aliajul lichefiat, este realizată din oțel de înaltă rezsitență. Aceasta este alcătuită din alte trei matrițe: matrița superioară, care formează suprafețele interioare ale jantei; patru matrițe laterale care formeză obada și matrița inferioară care formează partea frontală, ce include butucul și spițele.

Matrița va fi umplută încet cu aliaj topit, prevenind astfel apariția peliculelor de oxizi și a incluziunilor de gaze. Se va aplica local răcire asupra matriței pentru a asigura o solidificare ideală. Se va utiliza o matriță din oțel de înaltă rezistență. Solidificarea materialului are loc de regulă într-un interval de timp de 7-10 minute. r)

După eliberarea jantei de către matriță, aceasta este scufundată în apă călduță pentru câteva minute, pentru a se răci suficient cât să poată fi manipulată manual.

Aplicarea tratamentului termic T6

Unul dintre cele mai utilizate tipuri de tartamente termice pentru aliajele de tip Al-Si-Mg, este tratamentul termic T6.Acesta din urmă presupune tratarea termică în soluție și îmbătrânirea naturală sau artificială a piesei. Utilizarea soluției termice, având temperatura între 400- 560oC, are ca rezultat omogenizarea aluminiului turnat și sferoidizarea siliciului fragil.

Urmează apoi îmbătrânirea aliajului la o teperatură mai joasă, prin încălzirea jantei la o temperatură între 150-200oC, rezultând îmbunătățirea proprietăților mecanice a matricei de aluminiu.

După recomandările standardului ASTM, după turnarea sub presiune, janta obținută va fi supusă tratamentului termic T6, astfel: tratarea cu soluție la 540oC timp de 6 ore și îmbătrânirea artificială la o temperatură de 155oC timp de 3 ore.

Debavurarea

După turnarea în matriță, pe suprafețele jantei rămân bavurile. Acestea sunt deșeuri de material și trebuie îndepărtate de pe suprafața jantei. Acest procedeu este realizat în mod automat folosind un robot industrial KAWASAKI, echipat cu două scule pneumatice cu antrenare proprie, montate la 90o una față de cealaltă.

Controlul de calitate

Controlul de calitate presupune verificarea jantei 100% cu raze X, verificarea la posibile fisuri în metal, prin scufundarea acesteia într-un recipient cu apă și atenta analizare a posibilelor apariții ale bulelor de aer. În cazul aparițiilor acestor bule de aer, janta nu trece de controlul calității, fiind dovada existeței fisurilor în material.

Dacă în schimb, janta trece de acest control se merge mai departe la echilibrarea dinamică a jantei. Veificarea se face cu ajutorul ceaselor comparatoare și presupune determinarea eventualelor ovalități care ar putea duce la dezechilibrarea jantei.

Finisarea

Finisarea presupune aplicarea succesivă la căldură a patru straturi diferițe de pulberi epoxy și vopsea lichidă metalizată. La final, un strat transparent de lac este aplicat pe jantă pentru a-i conferi o strălucire mai mare și a o proteja de agenț abrazivi și chimici [47].

Pentru finisarea suprafețelor jantelor se realizează un tratament electrochimic special care nu cauzează nici o creștere în greutatea acestora, dar care protejează la coroziune, scoate mai bine în evidență forma lor și prelucrare mecanică.

Tehnologia de acoperire cu pulbere

Tratamentul de suprafață aplicat jantei este numit tehnologia de acoperire cu pulbere care oferă stabilitate și durabilitate ridicată. Această tehnologie este metoda principală de vopsire a jantelor care asigură o acoperire uniformă, durabilă, de înaltă calitate și rezistență la abraziune, cu proprietăți mecanice, chimice și de protecție ridicate [32],

Procesul tehnologic de acoperire cu pulbere cuprinde mai multe etape:

pregătirea suprafeței roților;

crearea unui înveliș protector în cuptor la temperatura de peste 160 °C;

vopsirea în câmp electrostatic.

Vopsirea în câmp electrostatic reprezintă acoperirea aluminiului cu rășini speciale epoxidice având ca scop pe de o parte protecția anticorozivă, iar pe de altă parte, realizarea culorii și aspectului dorit [58].

Etapele principale pentru vopsirea aluminiului în câmp electrostatic sunt:

Pregătirea suprafeței – janta este imersată în soluția chimică necesară pentru curățarea suprafeței de particule străine, grăsimi sau alte substanțe, precum și activarea suprafeței;

Crearea substratului (cromatarea) – în cazul vopsirii aluminiului, este necesară buna corelare a două materiale diferite, a materiei colorante (pudra) și a metalului (aluminiu). Natura și proprietățile chimice ale celor două materiale nu permit aderența directă și eficientă. Din acest motiv este necesară crearea unui substrat potrivit care să permită atașarea cât mai bună a celor două materiale;

Vopsirea presupune aplicarea pudrei de vopsire pe elementele de aluminiu. Substanța colorantă, sub formă de pudră, se încarcă cu sarcina electrostatică (70-100kV) și este propulsată cu aer comprimat cu pistoalele de vopsire asupra elementelor de aluminiu, care sunt împământate, acoperind suprafața acestora;

Polimerizarea – după aplicarea colorantului, elementele de aluminiu sunt transportate în cuptoare speciale unde, la o temperatură de 180-220°C timp de 5 minute, se realizează polimerizarea rășinii și astfel, crearea stratului protector și stabil.

Dupa finalizarea procesului de finisare, din lot , cateva jante sunt imersate în baie de sare pentru o perioadă de 600 de ore conform standardelor de testare conform ERTRO[39].

Concluzii

În mod tradițional, proiectarea și dezvoltarea jantelor este mare consumatoare de timp, fiind necesare o serie de teste și repetări ale fazelor de proiectare înainte de a intra în producție, iar reducerea acestor timpi pentru dezvoltare și testare reprezintă o problemă importantă. în scopul de a atinge obiectivele de mai sus, ingineria asistată de calculator (CAE) s-a dovedit un instrument util pentru proiectarea si analiza cu element finit a posibilelor defecte care pot sa apară în timpul funcționării roții.

Trecând modelul 3D prin simulări cu ajutorul software-ului de analiză cu elemente finite Ansys am determinat tensiunile și deformațiile precum și zonele de apariție a acestora.

S-a observat că la optimizare, în staționare tensiunile maxime au scăzut cu 2 Mpa față de modelul anterior optimizării iar deformațiile maxime de la 0.09 mm la 0.05 în contextul reducerii masei jantei, și a obținerii unor tensiuni mai mici.

În tabelul 5.1 se regăsesc valorile tensiunilor, în funcție de cazurile solicitărilor la care a fost supusă janta înainte de optimizare.

După modificările geometrice aduse elementelor jantei(spițelor, obezii și butucului) s-au realizat aceleași teste rezultând noi stări de tensiuni cu valori maxime mai mici.

În urma optimizării structurii jantei, masa acesteia s-a redus de la 11.92 kg la 9.4, o scadere cu 27.25% precum și reducere a tensiunilor și a deformațiilor apărute în timpul exploatării.

În figura 6.1 se poate observa cum, în varianta optimizată a jantei față de proiectarea inițială, în timpul rulării în linie dreaptă tensiunile au scăzut în medie cu 20%. Alura curbelor de tensiuni prezintă aceeași tendință de scădere a valorilor în primele 3 cazuri analizate datorită demultiplicării momentului transmis la roată, de transmisie, după care acestea cresc datorită creșterii exponențiale a forței centrifuge a roții.

În figura 6.2 este reprezentat graficul de variație a tensiunilor maxime din jantă în timpul rulării automobilului în viraj. În urma comparării celor 2 cazuri, janta proiectată inițial și cea optimizată, se poate observa în cazul virajului la dreapta ca diferențele de tensiuni maxime sunt mici, asta datorită faptului ca spițele au preluat mare parte din tensiuni față de cazul virajului la stânga când partea interioară a jantei este mai intens solicitată.

Un alt parametru foarte important în timpul proiectării unei jante este comportamentul la oboseală în cazul cel mai nefavorabil, și anume în timpul virării când autovehiculul rulează cu 160 km/h. Rezultatele au arătat că janta are o durată de viață ce tinde spre infinit.

Bibliografie

Bogdanoff T., Dahlstrmo J.- The influence of copper on an Al-Si-Mg alloy (A356)- Microstructure and mechanical Properties- Bachelor Thesis June 2009, Department of Mechanical Engineering- Component Technology- Castings, Jonkoping University, Sweden

Bularda N.-C Considerații teoretice privind fabricarea jantelor din aliaje de aluminu- Prima Conferință Națională multidisciplinară cu participare internațională “Ion D. Lăyărescu- fondatorul Școlii românești de teroia așchierii”, CUGIR, 20 septembrie 2013.

Bularda N., Pavăl F., Puțan V.- Research on improving the quality of aluminum alloys, Annals and ranked in the B+ categorz bz CNC.

Chiaberge M.- New Trends and Developments in Automotive Industry, Publisher InTech, 2011

Chrisyz T.V., Murugan N. and Kumar S.- A Comparative Study on the Microstructures and Mechanical Properties of Al 6061 Alloy and the MMC Al 6061/TiB2/12P, “Journal of Minerals & Materials Characteriyation & Eingineering”, Vol. 9, No.1, pp.57-65, 2010.

Frmușanu G.- Utilaje și echipamente pentru prelucrări mecanice (Curs), Universitatea Dunărea de Jos din Galați, 2008.

Fujda M., Kvackaj T.- Microstructure and Mechanical Properties of EN AW 6082 Aluminum Alloy Prepared by Equal-Channel Angular Pressing, “Journal of Metals, Materials and Minerals”, Vol. 17 No.2 pp.23-27, 2007.

Mrovka-Nowotnik G. – Influence of chemical composition variation and heat treatment on microstructure and mechanical properties of 6xxx alloys, “Archives of Materials Science and Engineering”, Volume 46, Issue 2, December 2010, Pages 98-107.

Mrowka-Nowotnik G., Sieniawski J., Nowotnik A., Tensile properties and fracture toughness of heat treated 6082 alloy, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Volume 17, Issue 1-2, July – August 2006, pages 105-108

Petrescu M.G., Nae I. – Mașini–unelte și prelucrări prin așchiere, Editura Universității din Ploiești, 2004

Puțan V. – Bazele elaborării și turnării aliajelor neferoase, Editura Politehnica Timișoara, 2010.

***Emmanuel M. Adigio, Ebughni O. Nangi Niger, Computer Aided Design and Simulation of Radial Fatigue Test of Automobile Rim Using ANSYS IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, Volumul 11, Universitatea Delta Nigeria – Februarie 2014

***Nallusamy S: Analysis of Static Stress in an Alloy Wheel of the Passenger car Iunie 2015

***Rishabh I. Static Analysis of Truck Wheel Rim using ANSYS Software – International Journal of Management, IT & Engineering, Volumul 7, 2017

***Satyanarayana N., Samnaiah Ch. – Fatigue Analysis of Aluminum Alloy Wheel Under Radial Load, “International Journal of Mechanical and Industrial Engineering! (IJMIE), ISSN No. 2231-6477, Vol-2, Issue-1, 2012

***aluminium.matter.org.uk/aluselect/01_applications.asp

***asm.matweb.com

***www.aerospacemetals.com

***www.alcar-wheelbase.ro

***www.aluminiumleader.com/en/around/transport

***www.aurelianvisan.ro/attachments/112_Tol_Rez_Cap.%2005_Rugozit.pdf

***www.bbsalloywheels.co.uk

***www.custompartnet.com

***www.diecasting.org

***www.engineersedge.com

***www.engineershandbook.com

***www.leggera.eu

***www.mechanicaldesignforum.com

***www.ozracing.ro

***www.sfsa.org/tutorials/eng_block

***www.themetalcasting.com/pressure-die-casting.html

***www.tirerack.com

***www.wisegeek.com

***www.hiboox.fr/go/images-100/tyrrell,iymws0nu.jpg.html

***https://www.youtube.com/watch?v=Armx02_R7Y0