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Monocoque
Monocoque (Francês para “escolha” (mono) e “escudo” (o coque)) é uma técnica da construção que suporte a carga estrutural usando a pele externa de um objeto. Isto está no contraste com usar uma estrutura interna (ou truss) que é coberto então com uma pele do non-carga-rolamento. A construção Monocoque era primeira usada extensamente dentro avião, começando no 1930s.
Pele estrutural é um outro termo para o mesmo conceito.
Unibody, ou unitário construção, é uma técnica relacionada da construção para automóveis em qual o corpo é integrado em uma única unidade com chassi melhor que tendo um separado corpo-em-frame. Da “o corpo soldado unidade” é a tecnologia predominant da construção do automóvel hoje.
Índices |
Avião
O avião adiantado foi construído acima de um frame interno, tipicamente de madeira ou aço tubulação, que foi coberta então (ou descascado) com tela para dar-lhe uma superfície lisa. Os materiais variam; alguns construtores usaram-se metal de folha ou madeira compensada para a pele. Em todos estes projetos a idéia de estruturas load-bearing com peles separadas remanesceu.
Em 1916 LFG introduziu o seu Roland C.II, que se usou uma fuselagem fêz de “dobrou-se” madeira compensada, dando forma a ambos descascar externo as well as a superfície de rolamento principal da carga. Isto fêz o plano immensely forte em comparação com projetos contemporary, embora fosse também completamente pesado. Os projetos similares foram produzidos também perto Pfalz Flugzeugwerke, que tinha construído originalmente o Roland sob a licença.
Pelo atrasado 1920s o preço de alumínio (especificamente duralumin) deixar cair começado consideravelmente e muitos fabricantes começaram usá-lo substituir moldar interno, e em alguns casos, a pele externa. Um exemplo clássico de tal projeto é Ford Trimotor, que reteve o tipo velho estrutura com materiais novos. A estrutura do plano consiste em um trusswork de feixes em forma de u do alumínio, com uma pele fina do alumínio rebitado no alto, usando corrugações da pele em vez dos reforços da asa e das longarinas da fuselagem.
Quando estes projetos começados parecendo lhe foram realizados que a pele própria teve propriedades estruturais significativas do seus próprios. Com uma espessura suficiente, se podia eliminar toda a estrutura interna. Entretanto isto seria mesmo mais pesado do que moldar seria. No diluidor calibres a pele poderia fàcilmente fornecer a estrutura para cargas da tensão e da tesoura (o metal resiste ser puxado distante completamente bem), e se dobrado em uma curva ou tubulação, tornou-se completamente forte de encontro às cargas de dobra também. O único carregamento que não poderia segurar no seu próprio-em menos para as “peles finas” - era a compressão. Combinando esta sorte da pele estrutural com endurecer-se interno extremamente reduzido para fornecer a força de encontro formar ondas na compressão conduzida a o que é sabido como “semi-monocoque”.
Isto convergiu com poder mais elevado do motor e atenção mais grande a aerodinamizar para criar um avião mais rápido; isto requereu uma pele dura suportá-los no ar de passagem. A rigidez de torção maximized era também importante de evitar aerolastic problemas na transição da construção bem-apoiada do biplano. Um exemplo adiantado proeminente é o Douglas DC-3, o primeiro avião que poderia mover a carga sem um subsídio. No começo de Segunda guerra mundial a técnica era estabelecida ainda e muito o avião usou ainda construção misturada. Para o fim, todos os planos high-performance eram monocoque ou semi-monocoque, quando muito baixo-desempenho aviação geral avião (tal como Piper Pacer PA-20 e Taylorcraft) construção interna ainda empregada do frame. Para as cargas mais dispersadas mesmo de um avião mais lento, tais como planadores do cair e a série powered humana Gossamer, um retorno a apoiar externo do fio era uma chave ao sucesso. Quando as cargas são luz, custa proporcionalmente mais para fornecer a rigidez de encontro ao excesso formando ondas à mesma distância, assim que paga para concentrar as cargas de compressão em alguns mastros e como esta'n, usando membros da tensão para a maioria da forma. As rodas de bicicleta, e mesmo as barracas modernas, membros da tensão do uso para apoiar a compressão parte de encontro a formar ondas. Onde a resistência de torção de pouco peso é a necessidade preliminar, a construção monocoque mostra à vantagem em uns carregamentos mais claros do que quando é usada como um feixe.
Um resultado desastroso do projeto monocoque do avião do metal era fatiga do metal falhas do De Havilland Cometa. Uma vez que o processo da fatiga do metal foi verificado como o culpado, as mudanças estruturais (como evitar as concentrações do stress devido aos cantos afiados) foram incorporadas para reduzir este perigo. O avião antes e desde foi cofre, mesmo com rachaduras mais longas, mas as inspeçãos regulares são necessitadas ainda detectá-las cedo. Quando se é encontrado, todas as partes desse grupo estão seguidas e verificadas com cuidado ou substituídas. De Havilland tinha construído previamente milhares do avião monocoque de madeira do jato, Vampires, copí sua estrutura muito bem sucedida do mosquito.
Composto o avião conduziu aos avanços adicionais na construção monocoque. Mergulhando os materiais em determinadas maneiras, a estrutura puder ter a elevação - força e rigidez em um sentido quando material não desperdiçando em outro, fazendo o ideal para estruturas de asa. Podem também ser construídos para ser flexíveis em maneiras úteis, e não mais pesados ou mais dura do que ser necessitados em qualquer momento. As lâminas do helicóptero são agora justas torcidas a ajustam o passo cíclico, em vez da montagem em um pivô.
Automóveis
A primeira aplicação automotriz da técnica monocoque era 1923's Lancia Lambda. Chrysler e Citroën construiu os primeiros veículos monocoque mass-produced, ambos em 1934, com o inovativo Fluxo de ar de Chrysler e Tração Avant, respectivamente, e General Motors seguido com Opel Olympia em 1935.
No período da pós guerra a técnica tornou-se usada mais extensamente. Motores de Nash introduziu este tipo de construção em 1941 com os 600 novos, creditado geralmente com ser o primeiro automóvel unibody produzido em massa popular da construção feito nos Estados Unidos. O aço todo-soldado com resistente ponte- como girders essa parte dianteira arched à parte traseira feita para a força mais grande, a segurança, e a vida mais longa. Os coordenadores de Nash reivindicaram aquele aproximadamente que 500 libras do peso adicional foram cortadas (comparado aos automóveis do corpo-em-frame) e o corpo mais baixo areja arrasto ajudado lhe para conseguir a milhagem excelente do gás para seu dia. Prophetically, a companhia 1942 liberação da notícia o texto unido ao desenho do raio X descreve como “... todos os auto corpos querem construído… como este algum dia…“ Alec Issigonis Menor de Morris de 1948 caracterizou um corpo monocoque. Hornet de Hudson, junto com o descanso da escala de Hudson, caracterizou um corpo monocoque ao mesmo tempo.
Outro automakers incorporou este tipo de construção e dos termos corpo da unidade e unibody tornou-se mais comum no uso geral. Cônsul de Ford era primeiro Ford construído em Inglaterra usando um unibody. Motores americanos (AMC) continuou seu heritage da engenharia de Nash e Hudson com descobertas tais como dentro 1963 de combinar partes separadas em únicos stampings. Clássico de Rambler teve a porta do “uniside” cerca de único carimbar do aço esse peso reduzido e custos de conjunto, as well as o aumento da rigidez estrutural e melhorar o fitment da porta.
O ponto soldou a construção unibody é agora a técnica dominante dentro automóveis, though alguns veículos (particularmente caminhões) use ainda o mais velho corpo-em-frame técnica.
Alguns automóveis americanos, tais como o 1967-81 Chevrolet Camaro e Pontiac Firebird, 1968-79 Nova de Chevrolet e virtualmente tudo Chrysler Corporaçõ automóveis de 1960 até os 1980s adiantados, usados um projeto do acordo com um monocoque parcial combinado com o a subframe carregando a extremidade dianteira e o powertrain. A intenção era fornecer alguma da rigidez e da força de um unibody ao facilitar a manufatura, embora os resultados fossem misturados, na parte grande porque o subframe do powertrain conteve a única parcela a mais grande da massa total do veículo, e assim o movimento do subframe relativo ao descanso do corpo poderia causar a distorção e a vibração. Os Subframes ou os subframes parciais são empregados ainda às vezes na construção de outra maneira monocoque, tipicamente como uma maneira de isolar a vibração e o ruído de componentes do powertrain ou da suspensão do descanso do veículo.
Nos automóveis, é agora terra comum para ver os frames monocoque verdadeiros, onde os membros estruturais em torno dos frames da janela e de porta são construídos dobrando o material da pele diversas vezes. Nestas situações os interesses do cano principal estão espalhando a carga uniformente, não tendo nenhum furo para corrosão para começar, e reduzindo o workload total. Comparado a umas técnicas mais velhas, em que um corpo é aparafusado a um frame, os carros monocoque são mais menos caros, mais claros, mais rígidos, e podem ser mais protetores dos occupants em um ruído elétrico quando projetados apropriadamente.
O projeto Monocoque é assim sofisticado que pára-brisa e eleve o vidro da janela agora fazem frequentemente uma contribuição importante à força estrutural projetada dos automóveis. Infelizmente, quando um veículo com um projeto unibody é envolvido em um acidente sério, pode ser mais difícil reparar do que um veículo com um frame cheio. Rust is also more of a problem, since the structural metal is part of the load bearing structure making it more vulnerable, and must be repaired by cutting-out and welding rather than by simply bolting on new parts (as would be the case for a separate chassis). Uns carros mais velhos com chassis separados podem ainda passar testes da inspeção do veículo (tais como os Ingleses MoT) com oxidação completamente avançada nos peitoris (painéis do balancim) e em colunas, visto que em uns carros mais modernos estas peças são estruturais e conduziriam a uma falha do teste. Nos Estados Unidos, na maioria dos estados que requerem inspeçãos de segurança, os veículos não passarão a inspeção se a oxidação perfurar componentes tais como os painéis do balancim, as bandejas de assoalho, ou as colunas - não obstante o tipo de construção do corpo.
Os projetos Monocoque são favorecidos amongst carros high-performance e carros competindo hoje para sua integridade estrutural total e o fato que se pode projetar um monocoque fora dos materiais de pouco peso tais como a fibra do carbono e esperar o veículo resultante ser luz, duro, e estábulo em velocidades elevadas e em cantos apertados. Estes tipos de monocoques particularmente avançados podem mesmo ser moldados para criar difusores e efeitos da terra que geram quantidades enormes de downforce.
Arquitetura
Os arquitetos fazem exame ocasionalmente da vantagem do sophistication crescente da tecnologia monocoque em seus projetos de edifício. Usar a tecnologia monocoque nos edifícios permite espaços interior sem colunas e as paredes load-bearing; isto cría o openness mais spatial e mais programmatic para dentro.
Muitos 1950s e 1960s BRITÂNICOS bunkers nucleares no subsolo protegidos foram construídos como estruturas monocoque concretas reforçadas para seus força inherrant, robustness e fatores protetores. Descrito frequentemente como “submarinos subterrâneos” nisso, se fossem escavados acima e colocados na água, flutuariam e permaneceriam impermeáveis.
Sistemas futuros, uma empresa baseada no Reino Unido, projetado os meios de NatWest centre para os senhores Críquete Terra em 1999. É uma estrutura monocoque (no alumínio). Foi manufaturado por Pendennis Shipyard em Falmouth, extraindo na experiência boatbuilding da companhia.
Denari de Neil é um outro arquiteto que experimente com as estruturas monocoque em muito de seu trabalho.
igloo (e alguma abóbada uniforme) for do projeto monocoque cheio, quando a abóbada geodesic é um projeto hybrid, combinar monocoque e elementos do frame. Huts de Quonset, hogans, e yurts são mais exemplos.
Barcos e navios
Barcos pequenos, como kayaks e canoes, seja tipicamente da construção monocoque, quando os navios grandes tenderem a ter frames. navios Mid-feitos sob medida e barcos (que incluem submarinos) pode ser do projeto, ou de um híbrido dos dois.
Bicicletas
Primeiramente devido ao uso difundido de fibra do carbono na construção do frame da bicicleta, os framesets monocoque estão tornando-se cada vez mais comuns. A companhia americana Kestrel EUA abriu caminho o uso de monocoques da fibra do carbono na manufatura do frame da bicicleta nos 1980s, e desde então a técnica tem cada vez mais extensamente usado tornado devido a seus rigidez e pêso leve. Os artigos tais como seatposts e outros componentes estão empregando agora a mesma técnica.
Motocicletas
A Competir grande da motocicleta de Prix monocoque motocicleta foi tornado dentro 1967 por Ossa, um tipo espanhol da motocicleta. Honda experimentado também com uma motocicleta monocoque dentro 1979 com seu NR500. A construção Monocoque começou a ver a aplicação na produção do chassi da motocicleta, por exemplo, os 2005 anos modelo Kawasaki Ninja ZX-14.
Scooters
Scooters produziu perto Vespa e outras companhias são feitas do pressionadas aço frame monocoque. Este projeto inovativo conduz ao de pouco peso e à elevação economia de combustível de scooters, e contribuído a sua popularidade.
Foguetes
Falcão I o foguete tornou-se recentemente perto SpaceX usa um monocoque graduado, projeto pressão-estabilizado vôo para seu primeiro estágio. Este projeto pressão-estabilizado é usado também pelo Atlas II foguete.
Veja também
- Chassi da espinha dorsal
- Corpo-em-frame
- Coachbuilder
- Monokote um revestimento modelo plástico do avião.
- Barra do suporte
- Spaceframe
- Superleggera
Referências
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