コンポーネントの疲労解析も、構造解析と疲労解析の 2 つのステップに分かれています。
まず、Abaqus/Explicit を使用して自動車のサスペンション ブッシュの構造解析を実行します。ブッシングの数値モデルに基づいて、材料特性が割り当てられ、メッシュが実行され、荷重が適用されて、1 つの正弦波サイクル内の垂直軸に沿った交互の変形が計算および解析されます。
ゴムブッシュに荷重を加えるにはどうすればよいですか?ゴムブッシュの動作パターンに合わせて設定します。
サスペンションブッシュの動作パターンは何ですか?
次の図は、ラジアル荷重がかかった特定のサスペンション ブッシュの有限要素モデルと計算結果の等高線プロットを示しています。
ブッシュの剛性曲線 (力-変位曲線) を実験結果と比較し、確立された FEM モデルの妥当性をさらに証明します。図からわかるように、材料試験片から特定された超弾性パラメータを使用した解析は、荷重-変位図上の実験結果と解析結果の間の良好な一貫性を示しています。
次に、上記の構造解析の結果がソフトウェアの疲労解析モジュール (この場合は Magna ECS の FEMFAT ソフトウェアを使用) に転送され、耐久性テストの結果と比較されます。試験と解析により、疲労寿命と亀裂の位置の両方において優れた一貫性が実証されました。
試験結果では、亀裂は円周方向に伝播し、軸方向の引張荷重と圧縮荷重を同時に受けた材料ゾーンから発生しました。
サスペンション ブッシュの疲労シミュレーション結果のヘイグ線図は、圧縮応力比の下での破壊を明らかにします。引張荷重と圧縮荷重はゴム材料に等しくかかりますが、解析では最終的には圧縮時に破損が始まることが示されています。
検証とさらなる確認により、S-N 曲線と Haigh 線図に基づくゴム部品の疲労解析手法が確立されました。
【疲労解析技術による効率的な車両製品設計プロセスの確立】 提案した防振ゴム部品の疲労解析手法を適用し、同一材質の部品に対してパラメトリックスタディを実施し、形状変化（ゴム体積）と耐久性能の関係を調査しました。コンポーネントの形状は元の部品設計から派生し、次のようなモデル化されたバリエーションが含まれます。
●外径が15%、30%増加。
●内径、外径ともに15%、30%増加。
● コンポーネントの軸方向の伸びは 15% および 30%。
荷重方法: ラジアル荷重およびねじり荷重
6 つの異なる幾何学的構成と 2 つの異なる荷重モードが構築されました。シミュレーション結果は次のように要約されます。
(1) ラジアル荷重: 6 つの修正形状と元の形状。
(2) ねじり変位荷重: 6 つの修正形状と元の形状。
上の 2 つの図の傾向の変化を表 1:「パフォーマンスとジオメトリの相関表」にまとめます。
研究の結論：外径だけを大きくすると、ラジアル荷重に対する耐久性が低下し、ねじり耐久性が向上し、バネ性能が柔らかくなります。内外径ともに大きくなると、ラジアル荷重やねじり荷重に対する耐久性が向上しますが、バネ性能は柔らかくなります。軸方向の長さが長くなると、ラジアル荷重とねじり荷重に対する耐久性が向上し、ばね性能が硬くなります。
これらの調査結果は、次の「パフォーマンス マトリックス」にまとめられています。
自動プログラムによってさまざまな設計バリエーションの耐久性とバネ特性を事前に計算することで、継続的なデータ更新により性能カタログの精度をさらに向上させることができます。
ゴム製防振装置の性能要件は、ラジアル荷重耐久性とねじり耐久性の間の最適なバランスを達成することを目的とする場合があり、またはねじり耐久性が特に重要である場合があります。バネ特性に関しては、騒音、振動、乗り心地の観点からはバネレートが柔らかい方が望ましい場合が多いですが、ハンドリングの精度や車両の安定性を確保するには比較的硬いバネが必要な場合もあります。定義された性能属性を持つコンポーネント設計データは、車両全体の性能目標に従って選択され、これらの属性は本質的に寸法パラメーターに関連付けられているため、コンポーネントの寸法は、必要な性能指標から開始してリバース エンジニアリングできます。このアプローチにより、詳細な図面がない場合でも、車両開発の最初の概念段階で性能目標を設定でき、期待される性能に基づいてゴム部品のおおよそのレイアウトを導き出すことができます。この性能カタログを活用することで、コンポーネントの寸法を性能仕様に従って最初から決定できるため、繰り返しの FEM 解析の必要性がなくなり、詳細な開発段階での設計の反復ややり直しが回避され、高精度の計画の迅速な実装が容易になります。
VDI は高品質で信頼性の高い製品を提供します。 VDI サスペンション ブッシュ 7L0499035A のご購入を心より歓迎いたします。
