Η ανάλυση κόπωσης συστατικών χωρίζεται επίσης σε δύο στάδια: Δομική Ανάλυση και Ανάλυση κόπωσης.
Πρώτον, η δομική ανάλυση των δακτυλίων ανάρτησης αυτοκινήτων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας Abaqus/Explicit. Με βάση το αριθμητικό μοντέλο δακτυλίου, εκχωρούνται ιδιότητες υλικού, εκτελείται πλέγμα και εφαρμόζονται φορτία για τον υπολογισμό και την ανάλυση της εναλλασσόμενης παραμόρφωσης κατά μήκος του κατακόρυφου άξονα εντός ενός κύκλου ημιτονοειδούς κύματος.
Πώς να εφαρμόσετε φορτία σε ελαστικούς δακτυλίους; Ρυθμίστε σύμφωνα με το σχέδιο κίνησης του ελαστικού δακτυλίου.
Ποια είναι τα σχέδια κίνησης των δακτυλίων ανάρτησης;
Το παρακάτω σχήμα δείχνει το μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων ενός συγκεκριμένου δακτυλίου ανάρτησης υπό ακτινικό φορτίο και το διάγραμμα περιγράμματος των αποτελεσμάτων του υπολογισμού.
Η καμπύλη ακαμψίας δακτυλίου (καμπύλη δύναμης-μετατόπισης) συγκρίνεται με πειραματικά αποτελέσματα, αποδεικνύοντας περαιτέρω την εγκυρότητα του καθιερωμένου μοντέλου FEM. Όπως φαίνεται από το σχήμα: η ανάλυση με χρήση υπερελαστικών παραμέτρων που προσδιορίζονται από δείγματα δοκιμής υλικού δείχνει καλή συνέπεια μεταξύ των πειραματικών και των αναλυτικών αποτελεσμάτων στο διάγραμμα φορτίου-μετατόπισης.
Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα της παραπάνω δομικής ανάλυσης μεταφέρονται στη μονάδα ανάλυσης κόπωσης του λογισμικού (στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιώντας το λογισμικό FEMFAT της Magna ECS) και συγκρίνονται με τα αποτελέσματα των δοκιμών αντοχής. Η δοκιμή και η ανάλυση καταδεικνύουν εξαιρετική συνέπεια τόσο στη διάρκεια ζωής της κόπωσης όσο και στη θέση της ρωγμής.
Στα αποτελέσματα των δοκιμών, οι ρωγμές διαδόθηκαν στην περιφερειακή κατεύθυνση και ξεκινούσαν από τη ζώνη υλικού ταυτόχρονα υπόκεινται σε αξονικά εφελκυστικά και θλιπτικά φορτία.
Το διάγραμμα Haigh των αποτελεσμάτων προσομοίωσης κόπωσης για τον δακτύλιο ανάρτησης αποκαλύπτει θραύση υπό αναλογίες θλιπτικής τάσης. Αν και εφελκυστικά και συμπιεστικά φορτία εφαρμόζονται εξίσου στο ελαστικό υλικό, η ανάλυση δείχνει ότι η αστοχία τελικά ξεκινά υπό συμπίεση.
Η επαλήθευση και η περαιτέρω επιβεβαίωση έχουν καθιερώσει μια μεθοδολογία ανάλυσης κόπωσης εξαρτημάτων από καουτσούκ που βασίζεται σε καμπύλες S-N και διαγράμματα Haigh.
[Εγκατάσταση μιας αποτελεσματικής διαδικασίας σχεδιασμού προϊόντων οχήματος μέσω τεχνολογίας ανάλυσης κόπωσης] Εφαρμόζοντας την προτεινόμενη τεχνική ανάλυσης κόπωσης για εξαρτήματα από καουτσούκ που απομονώνουν κραδασμούς, διεξήχθη μια παραμετρική μελέτη σε εξαρτήματα κατασκευασμένα από το ίδιο υλικό για να διερευνηθεί η σχέση μεταξύ γεωμετρικής διακύμανσης (όγκος καουτσούκ) και απόδοσης αντοχής. Η γεωμετρία των εξαρτημάτων προήλθε από τον αρχικό σχεδιασμό εξαρτημάτων, με παραλλαγές μοντελοποίησης που περιλαμβάνουν:
● 15% και 30% αύξηση στην εξωτερική διάμετρο.
● 15% και 30% αύξηση τόσο στην εσωτερική όσο και στην εξωτερική διάμετρο.
● 15% και 30% αξονική επιμήκυνση του εξαρτήματος.
Μέθοδοι φόρτωσης: ακτινικά και στρεπτικά φορτία
Κατασκευάστηκαν έξι διαφορετικές γεωμετρικές διαμορφώσεις και δύο διαφορετικοί τρόποι φόρτωσης. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης συνοψίζονται ως εξής:
(1) Ακτινική φόρτιση δύναμης: έξι τροποποιημένα σχήματα συν το αρχικό σχήμα.
(2) Φόρτιση στρεπτικής μετατόπισης: έξι τροποποιημένα σχήματα συν το αρχικό σχήμα.
Οι διακυμάνσεις της τάσης από τα δύο παραπάνω σχήματα συνοψίζονται στον Πίνακα 1: "Πίνακας συσχέτισης απόδοσης-Γεωμετρίας".
Συμπεράσματα έρευνας: Όταν αυξάνεται μόνο η εξωτερική διάμετρος, η ανθεκτικότητα έναντι των ακτινικών φορτίων μειώνεται, η ανθεκτικότητα στη στρέψη βελτιώνεται και η απόδοση του ελατηρίου μαλακώνει. Όταν αυξάνονται τόσο οι εσωτερικές όσο και οι εξωτερικές διάμετροι, η ανθεκτικότητα σε ακτινικά φορτία και σε στρεπτικά φορτία βελτιώνεται, ενώ η απόδοση του ελατηρίου μαλακώνει. Όταν το αξονικό μήκος αυξάνεται, η ανθεκτικότητα κάτω από ακτινικά φορτία και στρεπτικά φορτία βελτιώνεται και η απόδοση του ελατηρίου σκληραίνει.
Αυτά τα ευρήματα συγκεντρώνονται στον ακόλουθο "Μήτρα απόδοσης":
Με τον εκ των προτέρων υπολογισμό των χαρακτηριστικών αντοχής και ελατηρίου διαφόρων παραλλαγών σχεδιασμού μέσω αυτοματοποιημένων προγραμμάτων, η ακρίβεια του καταλόγου επιδόσεων μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω μέσω συνεχών ενημερώσεων δεδομένων.
Για τους απομονωτές κραδασμών από καουτσούκ, οι απαιτήσεις απόδοσης μπορεί να στοχεύουν στην επίτευξη μιας βέλτιστης ισορροπίας μεταξύ της αντοχής του ακτινικού φορτίου και της αντοχής στη στρέψη, ή η αντοχή στη στρέψη μπορεί να έχει ιδιαίτερη σημασία. Όσον αφορά τα χαρακτηριστικά των ελατηρίων, ενώ συχνά είναι επιθυμητός ένας πιο μαλακός ρυθμός ελατηρίου για θόρυβο, κραδασμούς και άνεση οδήγησης, μερικές φορές απαιτούνται σχετικά πιο άκαμπτα ελατήρια για να διασφαλιστεί η ακρίβεια χειρισμού και η σταθερότητα του οχήματος. Δεδομένου ότι τα δεδομένα σχεδιασμού εξαρτημάτων με καθορισμένα χαρακτηριστικά απόδοσης επιλέγονται σύμφωνα με στόχους απόδοσης ολόκληρου του οχήματος—και αυτά τα χαρακτηριστικά συνδέονται εγγενώς με παραμέτρους διαστάσεων—οι διαστάσεις των εξαρτημάτων μπορούν να δημιουργηθούν αντίστροφα ξεκινώντας από τις επιθυμητές μετρήσεις απόδοσης. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει τον καθορισμό στόχων απόδοσης κατά την αρχική εννοιολογική φάση της ανάπτυξης του οχήματος, ακόμη και απουσία λεπτομερών σχεδίων, και επιτρέπει την κατά προσέγγιση διάταξη των εξαρτημάτων από καουτσούκ με βάση την αναμενόμενη απόδοση. Με τη μόχλευση αυτού του καταλόγου απόδοσης, οι διαστάσεις των εξαρτημάτων μπορούν να καθοριστούν εξαρχής σύμφωνα με τις προδιαγραφές απόδοσης—εξαλείφοντας την ανάγκη για επαναλαμβανόμενες αναλύσεις FEM, αποφεύγοντας επαναλήψεις σχεδιασμού και εκ νέου επεξεργασία κατά τη διάρκεια λεπτομερών σταδίων ανάπτυξης και διευκολύνοντας την ταχεία εφαρμογή σχεδιασμού υψηλής ακρίβειας.
Η VDI προσφέρει υψηλής ποιότητας, αξιόπιστα προϊόντα. Χαιρετίζουμε θερμά την αγορά του δακτύλου VDI Suspension 7L0499035A.
