Komponentutmattningsanalys är också uppdelad i två steg: Strukturanalys och Utmattningsanalys.
Först utförs strukturanalys av fordonsupphängningsbussningar med Abaqus/Explicit. Baserat på bussningens numeriska modell tilldelas materialegenskaper, ingrepp utförs och belastningar appliceras för att beräkna och analysera den alternerande deformationen längs den vertikala axeln inom en sinusvågscykel.
Hur applicerar man belastningar på gummibussningar? Ställ in enligt gummibussningens rörelsemönster.
Vilka är rörelsemönstren för upphängningsbussningar?
Följande figur visar den finita elementmodellen av en specifik upphängningsbussning under radiell belastning och konturdiagrammet för beräkningsresultaten.
Bussningens styvhetskurva (kraft-förskjutningskurva) jämförs med experimentella resultat, vilket ytterligare bevisar giltigheten av den etablerade FEM-modellen. Som framgår av figuren: analys med användning av hyperelastiska parametrar identifierade från materialprover visar god överensstämmelse mellan experimentella och analytiska resultat på last-förskjutningsdiagrammet.
Därefter överförs resultaten av ovanstående strukturanalys till programvarans utmattningsanalysmodul (i detta fall med FEMFAT-mjukvara från Magna ECS) och jämförs med hållbarhetstestresultat. Testet och analysen visar utmärkt konsistens i både utmattningslivslängd och spricklokalisering.
I testresultaten spred sig sprickor i omkretsriktningen och initierades från materialzonen samtidigt som de utsattes för axiella drag- och tryckbelastningar.
Haigh-diagrammet över utmattningssimuleringsresultaten för upphängningsbussningen avslöjar brott under tryckspänningsförhållanden. Även om drag- och tryckbelastningar appliceras lika på gummimaterialet, indikerar analysen att brott slutligen initieras under kompression.
Verifiering och ytterligare bekräftelse har etablerat en metod för utmattningsanalys av gummikomponenter baserad på S-N-kurvor och Haigh-diagram.
[Etablering av en effektiv fordonsproduktdesignprocess genom utmattningsanalysteknik] Genom att tillämpa den föreslagna utmattningsanalystekniken för vibrationsisolerande gummikomponenter, genomfördes en parametrisk studie på komponenter tillverkade av samma material för att undersöka sambandet mellan geometrisk variation (gummivolym) och hållbarhetsprestanda. Komponentgeometri härleddes från den ursprungliga delens design, med modellerade variationer inklusive:
● 15 % och 30 % ökning av ytterdiametern;
● 15 % och 30 % ökning av både inner- och ytterdiametrar;
● 15 % och 30 % axiell förlängning av komponenten.
Belastningsmetoder: radiella och torsionella belastningar
Sex distinkta geometriska konfigurationer och två olika laddningslägen konstruerades. Simuleringsresultaten sammanfattas enligt följande:
(1) Radiell kraftbelastning: sex modifierade former plus den ursprungliga formen.
(2) Torsionsförskjutningsbelastning: sex modifierade former plus den ursprungliga formen.
Trendvariationerna från de två figurerna ovan sammanfattas i tabell 1: "Korrelationstabell för prestanda–geometri".
Forskningsslutsatser: När endast den yttre diametern ökas minskar hållbarheten mot radiella belastningar, vridhållfastheten förbättras och fjäderprestandan mjuknar. När både inner- och ytterdiametrar ökas förbättras både hållbarheten under radiella belastningar och vridningsbelastningar, samtidigt som fjäderprestandan mjuknar. När den axiella längden ökas förbättras både hållbarheten under radiella belastningar och vridningsbelastningar och fjäderprestandan blir styv.
Dessa resultat sammanställs i följande "Prestandamatris":
Genom att förberäkna hållbarheten och fjäderegenskaperna för olika designvariationer genom automatiserade program, kan prestandakatalogens noggrannhet förbättras ytterligare genom kontinuerliga datauppdateringar.
För vibrationsisolatorer av gummi kan prestandakraven syfta till att uppnå en optimal balans mellan radiell lasthållbarhet och vridhållbarhet, eller så kan vridhållbarhet vara av särskild betydelse. När det gäller fjäderegenskaper, medan en mjukare fjäderhastighet ofta är önskvärd för buller, vibrationer och åkkomfort, krävs ibland relativt styvare fjädrar för att säkerställa hanteringsprecision och fordonsstabilitet. Eftersom komponentdesigndata med definierade prestandaattribut väljs enligt prestandamål för hela fordon – och dessa attribut är naturligt kopplade till dimensionella parametrar – kan komponentdimensioner omvändas med utgångspunkt från önskade prestandamått. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt att fastställa prestandamål under den inledande konceptuella fasen av fordonsutvecklingen, även i avsaknad av detaljerade ritningar, och gör att ungefärliga layouter av gummikomponenter kan härledas utifrån förväntad prestanda. Genom att utnyttja denna prestandakatalog kan komponentdimensioner bestämmas från början enligt prestandaspecifikationer – vilket eliminerar behovet av repetitiva FEM-analyser, undviker designiterationer och omarbetningar under detaljerade utvecklingsstadier och underlättar snabb implementering av planering med hög noggrannhet.
VDI erbjuder högkvalitativa, pålitliga produkter. Vi välkomnar ditt köp av VDI fjädringsbussning 7L0499035A varmt.
