Analiza oboselii componentelor este, de asemenea, împărțită în două etape: Analiza structurală și Analiza oboselii.
În primul rând, analiza structurală a bucșelor suspensiei auto este efectuată folosind Abaqus/Explicit. Pe baza modelului numeric al bucșei, se atribuie proprietățile materialului, se realizează ochiurile și se aplică sarcini pentru a calcula și analiza deformația alternativă de-a lungul axei verticale în cadrul unui ciclu de undă sinusoidală.
Cum se aplică sarcini pe bucșele de cauciuc? Setați în funcție de modelul de mișcare al bucșei de cauciuc.
Care sunt modelele de mișcare ale bucșelor de suspensie?
Următoarea figură prezintă modelul cu elemente finite al unei bucșe de suspensie specifice sub sarcină radială și graficul de contur al rezultatelor calculului.
Curba rigidității bucșei (curba forță-deplasare) este comparată cu rezultatele experimentale, dovedind în continuare validitatea modelului FEM stabilit. După cum se poate observa din figură: analiza folosind parametrii hiperelastici identificați din probele de testare a materialelor demonstrează o bună consistență între rezultatele experimentale și cele analitice pe diagrama sarcină-deplasare.
În continuare, rezultatele analizei structurale de mai sus sunt transferate în modulul de analiză a oboselii al software-ului (în acest caz folosind software-ul FEMFAT de la Magna ECS) și comparate cu rezultatele testelor de durabilitate. Testul și analiza demonstrează o consistență excelentă atât în ceea ce privește durata de viață la oboseală, cât și locația fisurilor.
În rezultatele testelor, fisurile s-au propagat în direcția circumferențială și au început din zona materialului supuse simultan la sarcini axiale de tracțiune și compresiune.
Diagrama Haigh a rezultatelor simulării oboselii pentru bucșa de suspensie dezvăluie fractura sub raportul de efort de compresiune. Deși sarcinile de tracțiune și compresiune sunt aplicate în mod egal materialului cauciuc, analiza indică faptul că defecțiunea inițiază în cele din urmă sub compresie.
Verificarea și confirmarea ulterioară au stabilit o metodologie de analiză a oboselii componentelor din cauciuc bazată pe curbele S-N și diagrame Haigh.
[Stabilirea unui proces eficient de proiectare a produselor pentru vehicule prin tehnologia de analiză a oboselii] Aplicând tehnica propusă de analiză a oboselii pentru componentele din cauciuc izolatoare de vibrații, a fost efectuat un studiu parametric asupra componentelor realizate din același material pentru a investiga relația dintre variația geometrică (volumul cauciucului) și performanța de durabilitate. Geometria componentelor a fost derivată din designul original al piesei, cu variații modelate, inclusiv:
● Cresterea cu 15% si 30% a diametrului exterior;
● Cresterea cu 15% si 30% atat in diametrul interior cat si in cel exterior;
● 15% si 30% alungire axiala a componentei.
Metode de încărcare: sarcini radiale și de torsiune
Au fost construite șase configurații geometrice distincte și două moduri de încărcare diferite. Rezultatele simulării sunt rezumate după cum urmează:
(1) Încărcare de forță radială: șase forme modificate plus forma originală.
(2) Încărcare de deplasare torsională: șase forme modificate plus forma originală.
Variațiile de tendință față de cele două cifre de mai sus sunt rezumate în Tabelul 1: „Tabelul de corelație performanță-geometrie”.
Concluziile cercetării: Când doar diametrul exterior este crescut, durabilitatea împotriva sarcinilor radiale scade, durabilitatea la torsiune se îmbunătățește și performanța arcului se înmoaie. Atunci când diametrele interioare și exterioare sunt crescute, durabilitatea sub sarcini radiale și sarcinile de torsiune se îmbunătățesc, în timp ce performanța arcului se înmoaie. Când lungimea axială este crescută, durabilitatea sub sarcini radiale și sarcinile de torsiune se îmbunătățește, iar performanța arcului se rigidizează.
Aceste constatări sunt compilate în următoarea „Matrice de performanță”:
Prin precalcularea durabilității și a caracteristicilor arcului ale diferitelor variații de proiectare prin programe automate, acuratețea catalogului de performanță poate fi îmbunătățită în continuare prin actualizări continue de date.
Pentru izolatoarele de vibrații din cauciuc, cerințele de performanță pot avea ca scop obținerea unui echilibru optim între durabilitatea sarcinii radiale și durabilitatea la torsiune sau durabilitatea la torsiune poate fi de o importanță deosebită. În ceea ce privește caracteristicile arcului, în timp ce o rată mai moale a arcului este adesea de dorit pentru zgomot, vibrații și confort de rulare, arcuri relativ mai rigide sunt uneori necesare pentru a asigura precizia manevrării și stabilitatea vehiculului. Deoarece datele de proiectare a componentelor cu atribute de performanță definite sunt selectate în funcție de obiectivele de performanță ale întregului vehicul - iar aceste atribute sunt legate intrinsec de parametrii dimensionali - dimensiunile componentelor pot fi modificate prin inginerie inversă pornind de la valorile de performanță dorite. Această abordare permite stabilirea țintelor de performanță în timpul fazei conceptuale inițiale a dezvoltării vehiculului, chiar și în absența unor desene detaliate și permite obținerea unor dispoziții aproximative ale componentelor din cauciuc pe baza performanței așteptate. Folosind acest catalog de performanță, dimensiunile componentelor pot fi determinate de la început în funcție de specificațiile de performanță - eliminând nevoia de analize FEM repetitive, evitând iterațiile de proiectare și relucrarea în timpul etapelor detaliate de dezvoltare și facilitând implementarea rapidă a planificării de înaltă precizie.
VDI oferă produse de înaltă calitate, fiabile. Salutăm cu căldură achiziționarea bucșei de suspensie VDI 7L0499035A.
