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根据公路安全保险协会（Insurance Institute for Highway Safety）的数据显示，在所有大型卡车的死亡事故中，大约有一半是由翻车造成的，因此卡车零部件制造商为降低这种风险所采取的任何措施都具有巨大的潜力。 然而，有许多因素可能导致商用卡车发生危险的翻车事件。牵引车的重心较高，需要小心分配货物；由于道路材料类型的不同，路面的不规则性会在牵引车内产生不同的反应；负载的不均匀分布会导致拖车摆动，并在第五个轮子上旋转。 对于卡车和拖车制造商JOST International而言，第五个轮子可能是减少导致翻车事故附带损害的关键。第五个轮子是马蹄形部件，半挂车通过垂直的主销连接到牵引车上，主销将挂车固定到位。 第五个车轮必须在两个车辆部件之间提供稳定性和独立旋转的平衡，它还必须对典型的拖车俯仰和侧倾提供一定的阻力。虽然第五轮一直是由铸铁或冲压钢制成，但JOST与弗吉尼亚州布里斯托尔的拉挤玻璃纤维制造商Strongwell接洽，希望开发一种碳纤维复合材料梁，该梁可以改变第五轮的整体性能。
JOST的第五个轮子的设计特点是融合焊接的钢顶板，在其核心内装有CFRP梁。梁宽约2英寸，长约2英尺，为钢构件提供结构加固。在正常驾驶条件下，这个新的第五个轮子完全像传统部件一样运行。在翻车事件中，这一切都会发生变化，此时CFRP梁的作用就像安全带。 当卡车在侧翻过程中发生塑性变形时，横梁设计用于吸收负载并重新定向能量，从而使部件在预期位置发生弯曲，并有助于将主销保持在适当位置，以防止拖车脱离。 Strongwell的产品开发工程师Bhyrav Mutnuri表示：“JOST带着一种特定的材料来找我们，我们能够帮助其获得合适的混合物，从而达到他们的要求。”工程团队开发了一种组件，该组件使用了碳纤维加固专有环氧树脂体系。 拉挤成型是梁制造的明确选择，因为它可以在JOST目标的价格点上进行大批量生产，它还确保了一致的质量和高强度重量比。刚度是至关重要的，因为牵引座必须能够吸收来自拖车和道路的动态力，同时确保牵引拖车保持安全连接。 “在翻车事故中，拖车会旋转并拉动拖拉机，”Mutnuri解释道。“JOST对此进行了测试。通过使用这种特殊的碳纤维梁，在这种情况下，它的垂直载荷是额定垂直载荷的两倍以上。因此，安全性有所提高。” 虽然安全性是这一新部件的主要功能，但从全金属转向碳纤维复合材料第五轮也提供了几个次要好处。根据卡车制造商的说法，当与JOST的固定安装支架相结合时，这种新系统是同类产品中最轻的。CFRP梁帮助减少了70磅的总重量，同时将垂直荷载能力提高20%以上。 在联邦80000磅车辆总重限制范围内，任何减少整车重量的机会都可实现额外重量货物的运输。此外，Mutnuri指出，与钢相比，碳纤维具有更高的强度与重量比，从而提高了燃油效率。改进的燃油效率和更高的负载能力有助于在车辆的使用寿命内减少碳足迹。 JOST正准备在其初始生产的批次中，将这种新的第五轮设备投入到500多台钻机中。Mutnuri说：“我们预计未来几年产量将成倍增长。” |
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