A komponensek fáradtságának elemzése szintén két lépésre oszlik: szerkezeti elemzés és fáradtságelemzés.
Először is az autóipari felfüggesztés perselyeinek szerkezeti elemzését hajtják végre az Abaqus/Explicit segítségével. A persely numerikus modellje alapján az anyagtulajdonságok hozzárendelése, a kötés végrehajtása és a terhelések alkalmazása a függőleges tengely mentén egy szinuszhullám cikluson belüli váltakozó deformáció kiszámításához és elemzéséhez.
Hogyan lehet terhelést alkalmazni a gumiperselyekre? Állítsa be a gumipersely mozgásmintája szerint.
Milyenek a felfüggesztési perselyek mozgási mintái?
Az alábbi ábra egy adott felfüggesztő persely végeselemes modelljét mutatja radiális terhelés mellett, és a számítási eredmények kontúrgrafikonját.
A perselymerevségi görbét (erő-elmozdulás görbe) összehasonlítjuk a kísérleti eredményekkel, tovább bizonyítva a felállított FEM modell érvényességét. Amint az ábrán látható: az anyagvizsgálati mintákból azonosított hiperelasztikus paraméterekkel végzett elemzés jó konzisztenciát mutat a kísérleti és az analitikai eredmények között a terhelés-elmozdulás diagramon.
Ezt követően a fenti szerkezeti elemzés eredményeit átvisszük a szoftver fáradtságelemző moduljába (jelen esetben a Magna ECS FEMFAT szoftverével), és összehasonlítjuk a tartóssági teszt eredményeivel. A teszt és elemzés kiváló konzisztenciát mutat mind a kifáradási élettartam, mind a repedés helye tekintetében.
A vizsgálati eredményekben a kerületi irányban terjedő és az anyagzónából induló repedések egyidejűleg tengelyirányú húzó- és nyomóterhelésnek vannak kitéve.
A felfüggesztési persely fáradási szimulációs eredményeinek Haigh-diagramja nyomófeszültség-arányok alatti törést mutat fel. Bár a húzó- és nyomó terhelés egyformán éri a gumianyagot, az elemzés azt mutatja, hogy a meghibásodás végül összenyomás hatására kezdődik.
Az ellenőrzés és a további megerősítés létrehozta az S-N görbéken és Haigh-diagramokon alapuló gumialkatrész-kifáradás elemzési módszertant.
[Establishing an Efficient Vehicle Product Design Process Through Fatigue Analysis Technology] A javasolt fáradtságelemzési technikát alkalmazva rezgésszigetelő gumialkatrészekre, parametrikus vizsgálatot végeztek az azonos anyagból készült alkatrészeken, hogy megvizsgálják a geometriai eltérések (gumi térfogata) és a tartóssági teljesítmény közötti kapcsolatot. Az alkatrészek geometriáját az eredeti alkatrésztervből származtatták, a modellezett változatokkal, többek között:
● 15%-os és 30%-os külső átmérőnövekedés;
● 15% és 30% növekedés mind a belső, mind a külső átmérőben;
● Az alkatrész 15% és 30% axiális nyúlása.
Terhelési módok: radiális és torziós terhelések
Hat különböző geometriai konfigurációt és két különböző terhelési módot építettek fel. A szimulációs eredményeket a következőképpen foglaljuk össze:
(1) Radiális erőterhelés: hat módosított alakzat plusz az eredeti forma.
(2) Torziós elmozdulásos terhelés: hat módosított forma plusz az eredeti forma.
A fenti két ábra trendváltozásait az 1. táblázat foglalja össze: „Teljesítmény–geometria korrelációs táblázat”.
Kutatási következtetések: Ha csak a külső átmérőt növeljük, csökken a sugárirányú terhelésekkel szembeni tartósság, javul a torziós tartósság, és enyhül a rugóteljesítmény. Ha mind a belső, mind a külső átmérőt megnövelik, a sugárirányú terhelések és a torziós terhelések esetén is javul a tartósság, miközben a rugó teljesítménye enyhül. Az axiális hossz növelésével a sugárirányú terhelések és a torziós terhelések esetén is javul a tartósság, és a rugóteljesítmény merevebb lesz.
Ezeket az eredményeket a következő „Teljesítménymátrix” gyűjtötte össze:
A különféle tervezési változatok tartósságának és rugókarakterisztikájának automatizált programokon keresztül történő előrekalkulálásával a teljesítménykatalógus pontossága a folyamatos adatfrissítésekkel tovább javítható.
A gumi rezgésszigetelők esetében a teljesítménykövetelmények célja lehet az optimális egyensúly elérése a radiális terhelési tartósság és a torziós tartósság között, vagy a torziós tartósság különösen fontos lehet. Ami a rugókarakterisztikát illeti, míg a zaj, a vibráció és a menetkényelem érdekében gyakran kívánatos a lágyabb rugózás, néha viszonylag merevebb rugókra van szükség a kezelési pontosság és a jármű stabilitása érdekében. Mivel a meghatározott teljesítményattribútumokkal rendelkező alkatrészek tervezési adatait a teljes jármű teljesítménycéljai szerint választják ki – és ezek az attribútumok alapvetően kapcsolódnak a méretparaméterekhez –, az alkatrészek méretei a kívánt teljesítménymutatókból kiindulva visszafejthetők. Ez a megközelítés lehetővé teszi a teljesítménycélok meghatározását a járműfejlesztés kezdeti elvi fázisában, még részletes rajzok hiányában is, és lehetővé teszi a gumi alkatrészek hozzávetőleges elrendezésének levezetését a várható teljesítmény alapján. Ennek a teljesítménykatalógusnak a felhasználásával az alkatrészek méretei a kezdetektől meghatározhatók a teljesítményspecifikációknak megfelelően – kiküszöbölve az ismétlődő FEM-elemzések szükségességét, elkerülve a tervezési iterációkat és a részletes fejlesztési szakaszok alatti utómunkálatokat, valamint megkönnyítve a nagy pontosságú tervezés gyors megvalósítását.
A VDI kiváló minőségű, megbízható termékeket kínál. Szeretettel üdvözöljük, hogy megvásárolta a 7L0499035A VDI felfüggesztési perselyt.
