تحلیل دینامیکی(غیرخطی با تغییرفرم های بزرگ) قطعات لاستیکی در خودرو

به دلیل استفاده گسترده لاستیک در صنعت، اطلاعات در زمینه طراحی اجزای لاستیکی از اهمیت بالایی در علم مهندسی برخوردار است. از جمله خواص منحصر به فرد لاستیک ها می توان مواردی از قبیل رفتار غیرخطی، وابسته به دما و زمان، ویژگی هایپرالاستیک، ایزوتروپ وایجاد تغییر فرم های بزرگ تحت بار را نام برد. این مواد به دلیل خاصیت جذب انرژی و وزن کم به طور گسترده ای در صنعت خودروسازی نیز به کار می روند که به عنوان مثال می توان به ضربه گیرها در سیستم تعلیق خودرو اشاره نمود. در این پروژه ضربه گیر لاستیکی در سیستم تعلیق جناقی خودرو که نقش محدود کردن حرکت و گرفتن ضربات شدید را دارا می باشد مطالعه شده است. از آن جایی که بررسی رفتار این مواد بسیار پیچیده است، در این تحقیق که شامل تغییرفرم های بزرگ و ماده غیر خطی لاستیک است از روش عددی المان محدود استفاده شده است. نرم افزار قوی abaqus جهت تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی ضربه گیر استفاده شده است که در میان برنامه های المان محدود، امکان مدل نمودن مواد لاستیکی را به آسانی فراهم آورده و قادر به مدل نمودن یک ماده لاستیکی با هر شکل و ماده دلخواهی است. برای صحه گذاری نتایج، قطعه به صورت تجربی آزمایش شده است. نتایج تجربی با نمودارهای حاصله از حل عددی مقایسه شده که همگرایی بسیار خوبی بین آنها مشاهده شده است. چون قطعات لاستیکی تاکنون تنها به صورت مجزا تحلیل شده اند و اثرات آنها بر کل سیستم که اهمیت زیادی در طراحی و عملکرد سایر اجزای سیستم دارند، مطالعه نشده است لذا در پروژه حاضر علاوه بر مدل سازی ضربه گیر لاستیکی در نرم افزار المان محدود و اطمینان از صحت شبیه سازی آن، اثرات این ضربه گیر روی سیستم تعلیق مورد نظر نیز بررسی شده است. تنش ها و شتاب های حاصله از تحلیل دینامیکی سیستم تعلیق خودرو در دو حالت با حضور ضربه گیر و بدون حضور آن برای سرعت های مختلف خودرو بررسی و مقایسه شده است تا به این صورت بتوان با مشاهده نتایج حاصل از مقایسه این دو حالت، روشی بهینه جهت طراحی آنها و سایر اجزای سیستم تعلیق ارائه نمود. نتایج نشان می دهند که حضور ضربه گیر در سیستم تعلیق باعث افزایش تنش در قطعاتی نظیر طبق پایین و میل فرمان شده و کاهش شتاب در طبق پایین را در بر خواهد داشت که توجه به این امر از نکات با اهمیت در طراحی اجزای مختلف سیستم تعلیق محسوب می شود. لذا می توان گفت با وجودی که استفاده از ضربه گیر به افزایش تنش در سیستم منجر می شود ولی حضور آن برای جلوگیری از تماس سطوح ناشی از حرکت های زیاد چرخ در سیستم تعلیق، ضروری بوده و باعث کاهش شتاب و جذب ارتعاشات و ضربات وارده به خودرو می شود.