مدلسازی و ارزیابی اطمینان پذیری رینگ فولادی چرخ خودرو سواری براساس بازه تغییرات پارامترهای طرح

رینگ چرخ یکی از بحرانی ترین اجزاء خودرو محسوب می شود به نحوی که اطمینان پذیری آن در ایمنی سرنشینان نقش حیاتی دارد. از آنجا که تاکنون تحقیقی در زمینه قابلیت اطمینان رینگهای فولادی انتشار نیافته است، هدف از انجام این پروژه، بدست آوردن دانش فنی جهت طراحی و بهینه سازی رینگ های فولادی خودرو بر اساس قابلیت اطمینان می باشد. ابتدا تمامی پارامترهای آماری در تحلیل قابلیت اطمینان رینگ خودرو، بر اساس متغیرهای ابعادی، بارگذاری و خواص مکانیکی شناسایی شده است ( بالغ بر هجده پارامتر) و مبتنی بر آزمونهای استاندارد رینگ خودرو بر اساس مشخصات دقیق رینگ مورد نظر، مقادیر هر پارامتر بدست آمده است. هندسه رینگ به صورت سه بعدی و پارامتریک دقیقا مدل سازی شده است و با استخراج شرایط مرزی و بارگذاری، هر دو آزمون استاندارد "دوام چرخشی خمشی" و "دوام بار شعاعی" به طور کامل در محیط نرم افزاری شبیه سازی شده است. ضریب دینامیکی بارگذاری به صورت پارامتریک و عددی برای هر دو آزمون، با توجه به آنالیز مدال شامل شکل مدهای ارتعاشی و فرکانسهای طبیعی متناظر با هر آزمون، بدست آمده است. از نقطه نظر نوع المان، اندازه المان و نواحی با المانهای هم اندازه، مش بندی المان محدود برای هر دو آزمون، بهینه سازی شده است. تحلیل قابلیت اطمینان با استفاده از روشهای تحلیلی و عددی انجام شده است. روش تحلیلی با چهار رویکرد متفاوت بر اساس توزیع طول عمر و توزیع ضریب اطمینان خستگی با توجه به توزیع های متفاوت برای خواص مکانیکی، به فرم پارامتریک فرمول بندی شده است و روش عددی با استفاده از روش مونت کارلو در محیط نرم افزاری شبیه سازی شده است. علاوه بر قابلیت اطمینان بر اساس خستگی و تسلیم ، قابلیت اطمینان بر اساس کمانش و ارتعاشات نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از روشهای تحلیلی و عددی در این پروژه، نتایج آزمایشگاهی کارخانه را کاملا مورد تایید قرار می دهد، همچنین این نتیجه حاصل شده است که نمونه های آزمایشگاهی دقیقا در نواحی و زوایای بحرانی پیش بینی شده در شبیه سازی، دچار شکست می شوند. در ادامه تاثیر هر یک از متغیرها و سهم تاثیرگذاری هر یک بر شاخص های قابلیت اطمینان رینگ، بدست آمده است (آنالیز حساسیت) و بر اساس قابلیت اطمینان مهمترین پارامترهای تاثیرگذار و نمودارهای مورد استفاده به منظور طراحی و بهینه سازی رینگ خودرو، استخراج شده است. نهایتا در این پروژه بهینه سازی بر روی رینگ مورد نظر انجام شده است که از نقطه نظر قابلیت اطمینان بسیار بهبود یافته است.