Phân tích mỏi thành phần cũng được chia thành hai bước: Phân tích kết cấu và Phân tích mỏi.
Đầu tiên, phân tích cấu trúc của ống lót hệ thống treo ô tô được tiến hành bằng Abaqus/Explicit. Dựa trên mô hình số của ống lót, các đặc tính vật liệu được chỉ định, thực hiện chia lưới và áp dụng tải trọng để tính toán và phân tích biến dạng xen kẽ dọc theo trục thẳng đứng trong một chu kỳ sóng hình sin.
Làm thế nào để tác dụng tải trọng lên ống lót cao su? Đặt theo kiểu chuyển động của ống lót cao su.
Các mô hình chuyển động của ống lót treo là gì?
Hình dưới đây thể hiện mô hình phần tử hữu hạn của một ống lót treo cụ thể dưới tải trọng hướng tâm và đồ thị đường viền của kết quả tính toán.
Đường cong độ cứng của ống lót (đường cong lực dịch chuyển) được so sánh với kết quả thực nghiệm, chứng minh thêm tính hợp lệ của mô hình FEM đã được thiết lập. Như có thể thấy trong hình: phân tích sử dụng các thông số siêu đàn hồi được xác định từ các mẫu thử vật liệu cho thấy tính nhất quán tốt giữa kết quả thực nghiệm và kết quả phân tích trên biểu đồ chuyển vị tải.
Tiếp theo, kết quả phân tích kết cấu trên được chuyển sang mô-đun phân tích mỏi của phần mềm (trong trường hợp này là sử dụng phần mềm FEMFAT của Magna ECS) và được so sánh với kết quả kiểm tra độ bền. Việc kiểm tra và phân tích cho thấy tính nhất quán tuyệt vời cả về tuổi thọ mỏi và vị trí vết nứt.
Trong kết quả thử nghiệm, các vết nứt lan truyền theo hướng chu vi và bắt đầu từ vùng vật liệu đồng thời chịu tải trọng kéo và nén dọc trục.
Biểu đồ Haigh của kết quả mô phỏng độ mỏi của ống lót treo cho thấy vết nứt dưới tỷ số ứng suất nén. Mặc dù tải kéo và tải nén được tác dụng như nhau lên vật liệu cao su, nhưng phân tích chỉ ra rằng sự hư hỏng cuối cùng bắt đầu dưới tác dụng nén.
Việc xác minh và xác nhận thêm đã thiết lập một phương pháp phân tích độ mỏi của thành phần cao su dựa trên đường cong S-N và biểu đồ Haigh.
[Thiết lập quy trình thiết kế sản phẩm xe hiệu quả thông qua công nghệ phân tích độ mỏi] Áp dụng kỹ thuật phân tích mỏi được đề xuất cho các bộ phận cao su cách ly rung, một nghiên cứu tham số đã được thực hiện trên các bộ phận làm từ cùng một vật liệu để nghiên cứu mối quan hệ giữa biến đổi hình học (khối lượng cao su) và hiệu suất độ bền. Hình dạng thành phần được bắt nguồn từ thiết kế bộ phận ban đầu, với các biến thể được mô hình hóa bao gồm:
● đường kính ngoài tăng 15% và 30%;
● tăng 15% và 30% ở cả đường kính trong và ngoài;
● Độ giãn dài dọc trục của bộ phận là 15% và 30%.
Phương pháp tải: tải trọng xuyên tâm và xoắn
Sáu cấu hình hình học riêng biệt và hai chế độ tải khác nhau đã được xây dựng. Kết quả mô phỏng được tóm tắt như sau:
(1) Tải trọng hướng tâm: sáu hình dạng được sửa đổi cộng với hình dạng ban đầu.
(2) Tải trọng dịch chuyển xoắn: sáu hình dạng được sửa đổi cộng với hình dạng ban đầu.
Các biến thể xu hướng từ hai hình trên được tóm tắt trong Bảng 1: "Bảng tương quan hình học-Hiệu suất".
Kết luận nghiên cứu: Khi chỉ tăng đường kính ngoài, độ bền chống lại tải trọng hướng tâm giảm, độ bền xoắn được cải thiện và hiệu suất của lò xo giảm đi. Khi cả đường kính trong và ngoài đều tăng, độ bền dưới tải trọng hướng tâm và tải xoắn đều được cải thiện, trong khi hiệu suất của lò xo giảm đi. Khi chiều dài trục tăng lên, độ bền dưới tải trọng hướng tâm và tải trọng xoắn đều được cải thiện và hiệu suất của lò xo cứng lại.
Những phát hiện này được tổng hợp trong "Ma trận hiệu suất" sau:
Bằng cách tính toán trước độ bền và đặc tính lò xo của các biến thể thiết kế khác nhau thông qua các chương trình tự động, độ chính xác của danh mục hiệu suất có thể được cải thiện hơn nữa thông qua cập nhật dữ liệu liên tục.
Đối với các bộ cách ly rung bằng cao su, các yêu cầu về tính năng có thể nhằm đạt được sự cân bằng tối ưu giữa độ bền tải hướng tâm và độ bền xoắn, hoặc độ bền xoắn có thể có tầm quan trọng đặc biệt. Về đặc tính của lò xo, trong khi tốc độ lò xo mềm hơn thường được mong muốn để tạo ra tiếng ồn, độ rung và sự thoải mái khi lái xe, thì đôi khi lò xo tương đối cứng hơn lại cần thiết để đảm bảo độ chính xác khi xử lý và độ ổn định của xe. Vì dữ liệu thiết kế thành phần với các thuộc tính hiệu suất đã xác định được chọn theo mục tiêu hiệu suất của toàn bộ phương tiện—và các thuộc tính này về bản chất được liên kết với các tham số kích thước—các kích thước thành phần có thể được thiết kế ngược bắt đầu từ các chỉ số hiệu suất mong muốn. Cách tiếp cận này cho phép thiết lập các mục tiêu hiệu suất trong giai đoạn phát triển ý tưởng ban đầu của phương tiện, ngay cả khi không có bản vẽ chi tiết và cho phép bố trí gần đúng các bộ phận cao su dựa trên hiệu suất dự kiến. Bằng cách tận dụng danh mục hiệu suất này, các kích thước thành phần có thể được xác định ngay từ đầu theo thông số kỹ thuật hiệu suất—loại bỏ nhu cầu phân tích FEM lặp đi lặp lại, tránh lặp lại thiết kế và làm lại trong các giai đoạn phát triển chi tiết, đồng thời tạo điều kiện triển khai nhanh chóng quy hoạch có độ chính xác cao.
VDI cung cấp các sản phẩm chất lượng cao, đáng tin cậy. Chúng tôi nhiệt liệt hoan nghênh việc bạn mua ống lót treo VDI 7L0499035A.
