Komponenttræthedsanalyse er også opdelt i to trin: Strukturanalyse og træthedsanalyse.
Først udføres strukturel analyse af bilophængsbøsninger ved hjælp af Abaqus/Explicit. Baseret på den numeriske bøsningsmodel tildeles materialeegenskaber, der udføres meshing, og der påføres belastninger for at beregne og analysere den vekslende deformation langs den lodrette akse inden for en sinusbølgecyklus.
Hvordan påfører man belastninger på gummibøsninger? Indstil efter gummibøsningens bevægelsesmønster.
Hvad er bevægelsesmønstrene for ophængsbøsninger?
Den følgende figur viser den endelige element-model af en specifik ophængsbøsning under radial belastning og konturplottet af beregningsresultaterne.
Bøsningsstivhedskurven (kraft-forskydningskurve) sammenlignes med eksperimentelle resultater, hvilket yderligere beviser validiteten af den etablerede FEM-model. Som det kan ses af figuren: analyse ved hjælp af hyperelastiske parametre identificeret fra materialetestprøver viser god overensstemmelse mellem eksperimentelle og analytiske resultater på belastnings-forskydningsdiagrammet.
Dernæst overføres resultaterne af ovenstående strukturelle analyse til softwarens træthedsanalysemodul (i dette tilfælde ved hjælp af FEMFAT software fra Magna ECS) og sammenlignes med holdbarhedstestresultater. Testen og analysen viser fremragende konsistens i både udmattelseslevetid og revneplacering.
I testresultaterne udbredte revner sig i omkredsretningen og startede fra materialezonen, der samtidigt blev udsat for aksiale træk- og trykbelastninger.
Haigh-diagrammet over udmattelsessimuleringsresultaterne for ophængsbøsningen afslører brud under trykspændingsforhold. Selvom træk- og trykbelastninger påføres ligeligt på gummimaterialet, indikerer analysen, at svigt i sidste ende starter under kompression.
Verifikation og yderligere bekræftelse har etableret en gummikomponenttræthedsanalysemetode baseret på S-N-kurver og Haigh-diagrammer.
[Etablering af en effektiv køretøjsproduktdesignproces gennem træthedsanalyseteknologi] Ved at anvende den foreslåede træthedsanalyseteknik til vibrationsisolerende gummikomponenter blev der udført en parametrisk undersøgelse af komponenter fremstillet af det samme materiale for at undersøge sammenhængen mellem geometrisk variation (gummivolumen) og holdbarhedsydelse. Komponentgeometri blev afledt af det originale deldesign, med modellerede variationer, herunder:
● 15 % og 30 % stigning i ydre diameter;
● 15 % og 30 % stigning i både indre og ydre diametre;
● 15 % og 30 % aksial forlængelse af komponenten.
Belastningsmetoder: radiale og torsionelle belastninger
Seks distinkte geometriske konfigurationer og to forskellige belastningstilstande blev konstrueret. Simuleringsresultaterne er opsummeret som følger:
(1) Radial kraftbelastning: seks modificerede former plus den oprindelige form.
(2) Torsionsforskydningsbelastning: seks modificerede former plus den oprindelige form.
Trendvariationerne fra de to ovenstående figurer er opsummeret i tabel 1: "Performance–Geometrisk korrelationstabel".
Forskningskonklusioner: Når kun den ydre diameter øges, falder holdbarheden mod radiale belastninger, torsionsholdbarheden forbedres, og fjederens ydeevne blødgøres. Når både indre og ydre diametre øges, forbedres holdbarheden under radiale belastninger og torsionsbelastninger, mens fjederydelsen blødes. Når den aksiale længde øges, forbedres både holdbarheden under radiale belastninger og torsionsbelastninger, og fjederydelsen stivner.
Disse resultater er samlet i følgende "Performance Matrix":
Ved at forudberegne holdbarheden og fjederegenskaberne for forskellige designvariationer gennem automatiserede programmer, kan præstationskatalogets nøjagtighed forbedres yderligere gennem løbende dataopdateringer.
For gummivibrationsisolatorer kan ydeevnekrav sigte mod at opnå en optimal balance mellem radial belastningsholdbarhed og vridningsholdbarhed, eller vridningsholdbarhed kan være af særlig betydning. Med hensyn til fjederegenskaber, mens en blødere fjederhastighed ofte er ønskelig for støj, vibrationer og kørekomfort, er relativt stivere fjedre nogle gange nødvendige for at sikre håndteringspræcision og køretøjets stabilitet. Da komponentdesigndata med definerede ydeevneattributter vælges i henhold til mål for hele køretøjets ydeevne - og disse attributter er uløseligt forbundet med dimensionelle parametre - kan komponentdimensioner omvendt konstrueres med udgangspunkt i ønskede ydeevnemålinger. Denne tilgang gør det muligt at fastlægge ydeevnemål i den indledende konceptuelle fase af køretøjsudviklingen, selv i mangel af detaljerede tegninger, og gør det muligt at udlede omtrentlige layouts af gummikomponenter baseret på forventet ydeevne. Ved at udnytte dette ydeevnekatalog kan komponentdimensioner bestemmes fra starten i henhold til ydeevnespecifikationerne – hvilket eliminerer behovet for gentagne FEM-analyser, undgår designgentagelser og omarbejdning under detaljerede udviklingsstadier og letter hurtig implementering af højnøjagtig planlægning.
VDI tilbyder pålidelige produkter af høj kvalitet. Vi byder dit køb af VDI Suspension bøsning 7L0499035A velkommen.
