De componentvermoeidheidsanalyse is ook onderverdeeld in twee stappen: structurele analyse en vermoeiingsanalyse.
Eerst wordt een structurele analyse van ophangingsbussen voor auto's uitgevoerd met behulp van Abaqus/Explicit. Op basis van het numerieke model van de bus worden materiaaleigenschappen toegewezen, meshing uitgevoerd en belastingen toegepast om de wisselende vervorming langs de verticale as binnen één sinusgolfcyclus te berekenen en analyseren.
Hoe belasting aanbrengen op rubberen bussen? Ingesteld volgens het bewegingspatroon van de rubberen bus.
Wat zijn de bewegingspatronen van ophangingsbussen?
De volgende afbeelding toont het eindige-elementenmodel van een specifieke ophangbus onder radiale belasting en de contourplot van de berekeningsresultaten.
De stijfheidscurve van de bussen (kracht-verplaatsingscurve) wordt vergeleken met experimentele resultaten, wat de validiteit van het gevestigde FEM-model verder bewijst. Zoals uit de figuur blijkt: analyse met behulp van hyperelastische parameters geïdentificeerd uit materiaalproefmonsters toont een goede consistentie aan tussen experimentele en analytische resultaten op het belasting-verplaatsingsdiagram.
Vervolgens worden de resultaten van de bovenstaande structurele analyse overgebracht naar de vermoeiingsanalysemodule van de software (in dit geval met behulp van FEMFAT-software van Magna ECS) en vergeleken met de duurzaamheidstestresultaten. De test en analyse tonen een uitstekende consistentie aan in zowel de vermoeiingslevensduur als de scheurlocatie.
In de testresultaten plantten de scheuren zich voort in de omtreksrichting en ontstonden vanuit de materiaalzone die tegelijkertijd werd onderworpen aan axiale trek- en drukbelastingen.
Het Haigh-diagram van de vermoeiingssimulatieresultaten voor de ophangingsbus laat breuk zien onder drukspanningsverhoudingen. Hoewel trek- en drukbelastingen in gelijke mate op het rubbermateriaal worden uitgeoefend, geeft de analyse aan dat bezwijken uiteindelijk ontstaat onder druk.
Verificatie en verdere bevestiging hebben geleid tot een methodologie voor de analyse van vermoeidheid van rubbercomponenten, gebaseerd op S-N-curven en Haigh-diagrammen.
[Een efficiënt voertuigproductontwerpproces tot stand brengen door middel van vermoeidheidsanalysetechnologie] Door toepassing van de voorgestelde vermoeidheidsanalysetechniek voor trillingsisolerende rubberen componenten werd een parametrische studie uitgevoerd op componenten gemaakt van hetzelfde materiaal om de relatie tussen geometrische variatie (rubbervolume) en duurzaamheidsprestaties te onderzoeken. De componentgeometrie is afgeleid van het oorspronkelijke onderdeelontwerp, met gemodelleerde variaties, waaronder:
● 15% en 30% toename van de buitendiameter;
● 15% en 30% toename van zowel binnen- als buitendiameters;
● 15% en 30% axiale verlenging van het onderdeel.
Belastingsmethoden: radiale en torsiebelastingen
Er werden zes verschillende geometrische configuraties en twee verschillende laadmodi geconstrueerd. De simulatieresultaten zijn als volgt samengevat:
(1) Radiale krachtbelasting: zes gewijzigde vormen plus de oorspronkelijke vorm.
(2) Torsieverplaatsingsbelasting: zes gewijzigde vormen plus de oorspronkelijke vorm.
De trendvariaties ten opzichte van de twee bovenstaande figuren zijn samengevat in Tabel 1: "Correlatietabel prestatie-geometrie".
Onderzoeksconclusies: Wanneer alleen de buitendiameter wordt vergroot, neemt de duurzaamheid tegen radiale belastingen af, verbetert de torsieduurzaamheid en worden de veerprestaties zachter. Wanneer zowel de binnen- als de buitendiameter worden vergroot, verbetert de duurzaamheid onder radiale belastingen en torsiebelastingen, terwijl de veerprestaties afnemen. Wanneer de axiale lengte wordt vergroot, verbetert de duurzaamheid onder radiale belastingen en torsiebelastingen en worden de veerprestaties stijver.
Deze bevindingen zijn verzameld in de volgende "Prestatiematrix":
Door de duurzaamheid en veerkarakteristieken van verschillende ontwerpvariaties vooraf te berekenen via geautomatiseerde programma's, kan de nauwkeurigheid van de prestatiecatalogus verder worden verbeterd door voortdurende gegevensupdates.
Voor rubberen trillingsdempers kunnen prestatie-eisen gericht zijn op het bereiken van een optimaal evenwicht tussen radiale belastingduurzaamheid en torsieduurzaamheid, of torsieduurzaamheid kan van bijzonder belang zijn. Wat betreft de veerkarakteristieken: hoewel een zachtere veerconstante vaak wenselijk is voor geluid, trillingen en rijcomfort, zijn relatief stijvere veren soms nodig om de rijprecisie en de stabiliteit van het voertuig te garanderen. Omdat ontwerpgegevens van componenten met gedefinieerde prestatiekenmerken worden geselecteerd op basis van prestatiedoelen voor het hele voertuig – en deze kenmerken intrinsiek gekoppeld zijn aan dimensionale parameters – kunnen de dimensies van componenten worden reverse-engineered, uitgaande van de gewenste prestatiestatistieken. Deze aanpak maakt het mogelijk prestatiedoelstellingen vast te stellen tijdens de eerste conceptuele fase van de voertuigontwikkeling, zelfs als er geen gedetailleerde tekeningen zijn, en maakt het mogelijk om geschatte lay-outs van rubberen componenten af te leiden op basis van de verwachte prestaties. Door gebruik te maken van deze prestatiecatalogus kunnen de dimensies van componenten vanaf het begin worden bepaald op basis van prestatiespecificaties, waardoor de noodzaak voor repetitieve FEM-analyses wordt geëlimineerd, ontwerpiteraties en herbewerking tijdens gedetailleerde ontwikkelingsfasen worden vermeden en een snelle implementatie van zeer nauwkeurige planning wordt vergemakkelijkt.
VDI biedt hoogwaardige, betrouwbare producten. Wij heten uw aankoop van VDI-ophangingsbus 7L0499035A van harte welkom.
