Komponentutmattelsesanalyse er også delt inn i to trinn: Strukturanalyse og Utmattelsesanalyse.
Først utføres strukturell analyse av bilfjæringsbøssinger ved bruk av Abaqus/Explicit. Basert på den numeriske gjennomføringsmodellen tildeles materialegenskaper, meshing utføres og belastninger påføres for å beregne og analysere den vekslende deformasjonen langs den vertikale aksen innenfor en sinusbølgesyklus.
Hvordan påføre belastninger på gummiforinger? Still inn i henhold til bevegelsesmønsteret til gummibøssingen.
Hva er bevegelsesmønstrene til opphengsbøsninger?
Den følgende figuren viser den endelige elementmodellen av en spesifikk opphengsbøssing under radiell belastning og konturplottet til beregningsresultatene.
Busingstivhetskurven (kraft-forskyvningskurve) sammenlignes med eksperimentelle resultater, noe som ytterligere beviser gyldigheten til den etablerte FEM-modellen. Som det fremgår av figuren: analyse ved bruk av hyperelastiske parametere identifisert fra materialprøver viser god konsistens mellom eksperimentelle og analytiske resultater på last-forskyvningsdiagrammet.
Deretter overføres resultatene av strukturanalysen ovenfor til programvarens utmattelsesanalysemodul (i dette tilfellet ved bruk av FEMFAT-programvare fra Magna ECS) og sammenlignes med holdbarhetstestresultater. Testen og analysen viser utmerket konsistens i både utmattelseslevetid og sprekkplassering.
I testresultatene forplantet sprekker seg i omkretsretningen og startet fra materialsonen samtidig utsatt for aksiale strekk- og trykkbelastninger.
Haigh-diagrammet over tretthetssimuleringsresultatene for fjæringsbøssingen avslører brudd under trykkspenningsforhold. Selv om strekk- og trykkbelastninger påføres likt på gummimaterialet, indikerer analysen at svikt til slutt starter under kompresjon.
Verifikasjon og ytterligere bekreftelse har etablert en gummikomponenttretthetsanalysemetodikk basert på S-N-kurver og Haigh-diagrammer.
[Etablering av en effektiv kjøretøyproduktdesignprosess gjennom tretthetsanalyseteknologi] Ved å bruke den foreslåtte tretthetsanalyseteknikken for vibrasjonsisolerende gummikomponenter, ble det utført en parametrisk studie på komponenter laget av samme materiale for å undersøke forholdet mellom geometrisk variasjon (gummivolum) og holdbarhetsytelse. Komponentgeometri ble avledet fra den originale deldesignen, med modellerte variasjoner inkludert:
● 15 % og 30 % økning i ytre diameter;
● 15 % og 30 % økning i både indre og ytre diameter;
● 15 % og 30 % aksial forlengelse av komponenten.
Lastemetoder: radielle og torsjonelle belastninger
Seks distinkte geometriske konfigurasjoner og to forskjellige lastemoduser ble konstruert. Simuleringsresultatene er oppsummert som følger:
(1) Radiell kraftbelastning: seks modifiserte former pluss den opprinnelige formen.
(2) Torsjonsforskyvningsbelastning: seks modifiserte former pluss den opprinnelige formen.
Trendvariasjonene fra de to figurene ovenfor er oppsummert i tabell 1: "Korrelasjonstabell for ytelse–geometri".
Forskningskonklusjoner: Når bare den ytre diameteren økes, reduseres holdbarheten mot radielle belastninger, torsjonsbestandigheten forbedres, og fjærytelsen mykner. Når både indre og ytre diameter økes, forbedres både holdbarheten under radielle belastninger og torsjonsbelastninger, mens fjærytelsen myker opp. Når aksial lengde økes, forbedres både holdbarheten under radielle belastninger og torsjonsbelastninger, og fjærytelsen stivner.
Disse funnene er samlet i følgende "Performance Matrix":
Ved å forhåndsberegne holdbarheten og fjæregenskapene til ulike designvariasjoner gjennom automatiserte programmer, kan nøyaktigheten til ytelseskatalogen forbedres ytterligere gjennom kontinuerlige dataoppdateringer.
For gummivibrasjonsisolatorer kan ytelseskrav ta sikte på å oppnå en optimal balanse mellom radiell belastningsbestandighet og torsjonsbestandighet, eller torsjonsbestandighet kan være av spesiell betydning. Når det gjelder fjæregenskaper, mens en mykere fjærhastighet ofte er ønskelig for støy, vibrasjoner og kjørekomfort, er det noen ganger nødvendig med relativt stivere fjærer for å sikre håndteringspresisjon og kjøretøystabilitet. Siden komponentdesigndata med definerte ytelsesattributter velges i henhold til ytelsesmål for hele kjøretøyet – og disse attributtene er iboende knyttet til dimensjonsparametere – kan komponentdimensjoner omvendt konstrueres med utgangspunkt i ønskede ytelsesverdier. Denne tilnærmingen gjør det mulig å etablere ytelsesmål i løpet av den innledende konseptuelle fasen av kjøretøyutviklingen, selv i fravær av detaljerte tegninger, og gjør at omtrentlige oppsett av gummikomponenter kan utledes basert på forventet ytelse. Ved å utnytte denne ytelseskatalogen, kan komponentdimensjoner bestemmes fra begynnelsen i henhold til ytelsesspesifikasjoner – eliminerer behovet for repeterende FEM-analyser, unngår designgjentakelser og omarbeid under detaljerte utviklingsstadier, og muliggjør rask implementering av planlegging med høy nøyaktighet.
VDI tilbyr pålitelige produkter av høy kvalitet. Vi ønsker hjertelig velkommen til ditt kjøp av VDI Suspension bushing 7L0499035A.
