外文翻譯---汽車復合材料懸架擺臂的實驗分析

1、<p>　　汽車復合材料懸架擺臂的實驗分析</p><p>　　在重量節(jié)約和部分應用在整合可達到羅孚集團一直在調(diào)查設計和制造的組件構成的復合材料。不同的方法步驟設計- to-manufacture循環(huán)量大的汽車工業(yè)相對而聞名的不銹鋼部件,但不是很好建立了一個復合元件。一個設計方法,為復合材料已經(jīng)出現(xiàn)在一個主程序設計分析。歷史最悠久的一個方法,利用分析有限元技術,并正在與實驗測試補充原型機使用模式的分析和

2、應力狀況分析熱發(fā)射,再加上傳統(tǒng)的應變監(jiān)測。小工作已經(jīng)進行相關從這些不同的測試方法,比較結(jié)果與實際的測量元件。本文介紹了幾個有關工作進行分析和測試的復合汽車懸架的手臂。結(jié)果得到三種不同的分析技術與實驗測試結(jié)果進行了對比,其準確度進行了探討。</p><p>　　關鍵詞:汽車懸掛的膀臂、應力分析、有限元方法;狀況分析;大量;應變規(guī),成型的復合板材</p><p>　　索爾和絕望王爾德說:“國家

3、應用增加了復合材料具有作為結(jié)構材料。一個原因…,那是復合材料具有高強度、高剛度重量體重比率可大大減少結(jié)構的重量…也許最重要的特征就是他們的復合材料機械研究可以“量身定做”來滿足特定準則”。然而,約翰遜張秀珍嗎?建議的組合設計、分析、制造技術的重大進展和成功必須進行示威游行重要(有效)結(jié)構將組件前生產(chǎn)汽車和卡車納入”。</p><p>　　復合材料具有鋼的競爭在工程環(huán)境。在汽車工業(yè)這需要一定的技術轉(zhuǎn)讓等地點的先進的

4、技術中心華威大學,工作與材料制造商和汽車工程師,使這些材料的了解,以替代傳統(tǒng)的材料,如鋼。如果復合材料與傳統(tǒng)材料競爭真正意義上的,那么汽車設計師需要充分了解自己的長處和局限性,以便他們能夠考慮或許很多選擇的概念階段的設計。為了做到這一點汽車工程師需要的迎頭趕上的技術設計、試驗和生產(chǎn)元件從復合材料。這將包括了解各種各樣的方法,如有限元分析,應力模式的分析熱發(fā)射(突)和狀況分析,可以應用于復合構件在他們的設計和開發(fā)。</p>

5、<p>　　到目前為止,似乎小工作進行研究的結(jié)果是否從這些不同的分析方法是相互聯(lián)系他人或與實際實驗結(jié)果測試一個真正的組成部分。摘要為了研究與對比,應用不同的分析方法對復合材料、復合組件(汽車懸架的手臂——是降低生產(chǎn)。該復合材料構件分析了上述三種方法測試在真實加載條件下,獲得了與實驗結(jié)果從應變規(guī)。</p><p><b>　　設計</b></p><p>　　

6、現(xiàn)有的鋼鐵降低懸架的手臂共分九件焊接在一起而重新設計的復合組件(這體現(xiàn)在圖1——是一個單獨的塑造作用。材料用于生產(chǎn)暫停手臂成型的復合紙(SMC),包括一個聚酯樹脂粘結(jié)劑含量30%隨機安排短玻璃纖維和碳酸鈣。鋼的重量是2.53公斤懸架臂懸架臂而重新設計的SMC完整的矮樹叢和上下球重1.5公斤。該材料的性能用于復合懸架的手臂在這些分析,進行測試得到的材料實驗室探測車,= 10.5的GPa的楊氏模量、泊松比和密度= 0.26 = 1.8

7、15;10 - 6公斤3毫米。</p><p><b>　　實驗技術</b></p><p>　　進行的實驗分析,前一個實際的工程組件,初步驗證工作必須獲得自信,在技術應用到成型的復合板材。因此,菲亞特板、梁和光盤用SMC在不同加載條件下分析了之前的進步設計組件。</p><p>　　大多數(shù)測試工作進行應變測量標本用與有限元分析結(jié)果。雖然認識到

8、,不是一個各相同性 SMC材料由于加工過程中纖維取向的目的,分析資料被假設為各向同性。同樣的,當實際SMC懸掛的手臂被切割后,檢查,觀察纖維分布顯著的肋骨。有人覺得間相關性的實驗和分析結(jié)果驗證了這個假設這個特殊的組件的情況。</p><p><b>　　應變測試</b></p><p>　　木叢無限僵硬的結(jié)構。很難覆蓋所有的加載條件下進行實驗研究,因此是一個最糟糕的情

9、況通常假定。在最壞的載荷作用下懸掛部件是被稱為“停車制動”。這種嘗試著去模擬車輛掉入一個深坑30英里/小時的恒風伴隨剎車全面應用環(huán)節(jié)的影響。艏艉和合成/側(cè)面負載然后計算基于重量和速度的車輛。由于缺陷的完整的坑洞負荷試驗臺無法適用于組件,從而減少負載相同方向坑洞所施加荷載作用下結(jié)果燙傷。負荷剎車申請案件全部坑洞24.2 kN在“X”和8.2 kN在“Y”,并為減少負載情況下分別為5.9 kN在“X”和2.02 kN在“Y”——見圖1。&l

10、t;/p><p>　　使用應變規(guī)的組成的三軸儀及白色六13單個網(wǎng)格儀表,2.5毫米網(wǎng)格長度,選擇適合的半徑部分企圖測量最大應變、儀表由表及里球關節(jié)附近的住房,在荷載作用下的應用,并圍繞身體的半徑安裝灌木叢,那里將安裝組件汽車副車架。額外的應變規(guī)由表及里的一些加強肋骨和接近扭力桿安裝位置。</p><p><b>　　一連串分析</b></p><p&g

11、t;　　重音模式分析熱發(fā)射(突)可以被用來確定部件的表面應力研究小冷暖由于循環(huán)加載條件。設備包括一個探測器單元大量掃描頭,對模擬信號處理器和數(shù)碼電子數(shù)據(jù)單位。該系統(tǒng)的工作原理是探測微小的溫度變化發(fā)生當結(jié)構中是不斷地載入。紅外探測器掃描結(jié)構的綜合測量輸出信號與參考加載系統(tǒng)。電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)檢測與精神壓力引起的熱波動負載參考信號。一種顏色等高圖之和的主應力，然后商議,連同條形圖給實際數(shù)值。這種關系的信號有效地消除了所有的信號頻率以外加載系統(tǒng)

12、造成的,也就是說,所有周圍的溫度波動。大量的系統(tǒng)有0.001°C溫度分辨率、空間分辨率低于我毫米。</p><p>　　這種類型的分析顯示一個作者數(shù)也適用于TM各相異性材料,如復合材料和小錯誤(~ 6%)證明這樣的研究相比,從理論和有限元結(jié)果給人感覺是由于錯誤的資料數(shù)據(jù)使用4。很明顯,從研究的使用進行熱彈性應力分析評估之應力與應變的各向異性復合材料是為各向同性材料比第一次更復雜。然而,它已經(jīng)表明,該技術

13、能提供有價值的定性信息對應力分布的影響、表面缺陷和裂紋生長的預測。它也顯示,給出準確的細節(jié)系數(shù)材料性質(zhì)包括擴張、定量結(jié)果可以得到的程度取決于各向異性材料。</p><p>　　進行一個完整的突前的分析是非常必要的,懸架臂確定校正因子對材料的使用。這就可以實現(xiàn)兩種方式,要么在裝運港的裝載一碟材料的壓縮與比較輸出大量理論解,或由應變測厚直接放在組件在面積平均應力分布,從而獲得一個直接比較的一連串的輸出。這兩種方法都被

14、用在這種情況下,而是直接應變規(guī)能克服標定的很多問題,從而使意義的信息必須經(jīng)一連串的輸出。</p><p><b>　　狀況分析</b></p><p>　　大多數(shù)的工作狀況調(diào)查的宏觀力學性能的復合材料已經(jīng)使用狀況進行涂層技術。這是為了避免復雜的構造一個各向異性的性質(zhì)和狀況模型建構了一個復合像原來這將失去它的透明度和不能被分析。然而,對于復雜的纖維角度纖維鋪層的這是唯一

15、的方法進行分析的狀況,因此一些研究已經(jīng)進行的調(diào)查j7-30實際復合材料使用。合理的結(jié)果已經(jīng)獲得這種分析,但由于與局限性的必要性在復合透明度。然而,認為復合構件研究SMC材料制成的,被假設為各向同性,從而簡化了創(chuàng)造一個由光彈模型。</p><p>　　一個三維的環(huán)氧樹脂模型,構建了懸架臂狀況分析。在該模型上又增加了一個代表性的方式,在負載規(guī)模縮小,并受到的壓力凍結(jié)的周期。這包括加熱模型到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,那時候

16、的楊氏模量的變化,并對該模型在應用變形載荷。該模型,然后慢慢冷卻,防止溫度分布不均勻,而這將導致不必要的熱應力。因為在冷卻周期的變形和應力鎖進模型中。當在偏振光下觀察三維模型是一大堆干涉條紋。為了確定兩個大小和方向上的主應力在任何時候,一片被清除并在偏振光下觀察。通過計算邊緣應力的模型可以計算和轉(zhuǎn)換成實際應力在各組成部分。這是由意味著,此等之間、模型和零件材料、載荷和尺寸參數(shù)。</p><p>　　較低的懸架臂安

17、裝到其余的汽車通過橡膠安裝的灌木叢中。調(diào)查是進行造型的可能性越來越灌木叢。然而,實驗表明,硅和泡沫橡膠所需的規(guī)模縮小在壓力的剛度灌木叢凍結(jié)高溫不能得以維持。這樣的狀況分析假定手臂一直懸掛安裝。</p><p><b>　　有限元分析</b></p><p>　　復合懸架的手臂在機場大約1300的STIF45使用有限元分析實體單元。懸架臂安裝到副車架通過橡膠安裝灌木;這

18、些都是建成有彈簧單元的剛度代表公共汽車和創(chuàng)建一個現(xiàn)實的載荷分布在各組成部分。荷載作用下的有限元模型應用于通過梁元素球關節(jié)。</p><p>　　分析了三種工況下使用有限元分析軟件。第一個完整的坑洞荷載模擬剎車負載。第二個模擬減少用于測試負荷由于試驗夾具的局限性,使比較結(jié)果從實驗應變分析。使用這兩種工況下彈簧單元模擬剛度的橡膠安裝的灌木叢中。第三個荷載加載,但再一次使用減少這一次漏掉了彈簧單元,即懸掛的手臂在機場作

19、為坐騎。堅硬的這第三個荷載相關的要求,分析了大量狀況。</p><p><b>　　結(jié)果</b></p><p><b>　　有限元分析</b></p><p>　　分析表明,懸架臂最大等效應力在組件的負載情況下被認為是非常接近極限強度該材料加載條件坑洞,這是最糟糕的加載條件。這意味著組件可能需要一個不同的材質(zhì)制成,或者其

20、他的原料需要定位在高的區(qū)域應力加強本地組件。由于在一定數(shù)量的限制磁盤的可用空間,所包含的元素數(shù)量的有限元模型中使用的相對較低,因此元素的大小的半徑范圍內(nèi)的身體周圍,安裝灌木叢太大了,發(fā)現(xiàn)任何大的應力集中。同時,使用不同類型的元素在這些領域,由于幾何形狀的組成部分,是一個混合的磚、斜楔與四面體。后者形狀趨于太硬把好結(jié)果,也不推薦使用。如果需要更詳細的結(jié)果在這些領域,然后這些半徑會更詳細地模仿隨著越來越小的元素對高應力梯度區(qū)。</p&

21、gt;<p><b>　　狀況分析</b></p><p>　　由光彈模型的分析懸架臂進行假設的最大主應力方向躺在一個水平面上通過模型的方向/艉負荷脫穎而出。雖然這不是千真萬確的實踐中因局部幾何效應在某些地區(qū),這個假設給足夠的正確結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)了明顯的差異,那麼它是在特定的地區(qū)可能要從不同的層面。片有人看見應力的最大值出現(xiàn)在附近的住房和身體上下球坐騎。</p>&

22、lt;p>　　由于狀況分析的能力找出非常小的區(qū)域的高應力、最大應力值照片彈性</p><p>　　給予往往高于應變的結(jié)果。例如,最大應力水平的領導班子內(nèi)部半徑上被發(fā)現(xiàn)是43帕一連串的價值相比26帕。這種差異可以解釋為切片檢查了由光彈模型通過,結(jié)果表明,最大應力發(fā)生在一個位置只有跨越3毫米,應力值最大的兩邊是大約有25帕。</p><p><b>　　一連串分析</b&

23、gt;</p><p>　　最初的一連串掃描顯示的壓力大樂隊在安裝運行區(qū)域和一些混亂是否這些地區(qū)在拉伸和壓縮。這個問題被確認為過度運動的安裝位置上懸掛的手臂身體由于失真的灌木叢中經(jīng)歷的橡膠作為應變測試。配有大量運動補償器裝置,如果需要,這使掃描鏡在探測器的時間,試件的振動,從而消除運動。然而,在這個特別的情形中,幾何和移動方向可以不被淘汰在整個地區(qū)的同時,因此很有必要對去除橡膠草叢,代之以鋁的。大量重復的分析與實

24、灌木和顯示高的區(qū)域(26 MPa)拉應力沿領先優(yōu)勢及其周圍半徑的領導班子內(nèi)部安裝的位置。不幸的是,不可能在進行大量分析球連接端口的成分,因為它被加載適配器要求大適合液壓執(zhí)行機構提供循環(huán)加載。</p><p><b>　　比較的結(jié)果</b></p><p>　　它應該澄清了應力值引用的表中應變計算出的結(jié)果是白色的儀表,給它一個值最大主應力。分析了由光彈應力也給最大主內(nèi),

25、除非采取的價值觀</p><p>　　在這樣的情況下,就自由邊差異的校長</p><p>　　分析了大量輸出壓力的形式下主應力的總和,而鐵的輸出可以以任何形式要求(在這種情況下)。由于幾何形狀的組成和方式,應用載荷值和鉻總是小,因而可以直接比較在不同分析方法不需要進一步轉(zhuǎn)化。</p><p>　　我比較了桌子結(jié)果負載條件下,為最大限度的坑洞。所有的最大應力值發(fā)生在球

26、關節(jié)區(qū)和相關的很好。這些結(jié)果為應力應變規(guī)和照片彈性計算結(jié)果得到的結(jié)果為減少負載。該模型是一個加載應力乘以系數(shù)之間的比率/船尾和橫向載荷前保持不變的,同樣比例的完全停車制動荷載中斷的手臂。</p><p>　　分析的結(jié)果進行加載,但降低安裝灌木叢包括可以看到在表2。</p><p>　　表3的結(jié)果,分析了降低載荷進行并沒有安裝灌木叢被利用。由光彈應力所給出的分析集中在一個非常小的點而應力進行

27、有限元分析是給出了平均相對較大的地區(qū)。在這個例子中結(jié)果狀況,平均名義應力集中處的兩側(cè)也引用括號中給公平的比較。</p><p>　　應變結(jié)果相比,通過大量數(shù)值非常相似,為最大限度的壓力。理論上應該更有效得多,大量調(diào)查應變規(guī)時應力集中的影響,因為它是測量值取決于在面積小的距離在掃描過程中對象。在這種情況下,測量的角度建立了大量相比在我毫米直徑2.5毫米網(wǎng)格長度對應變規(guī)。然而,在這個例子中,差別不大和運動部分負荷時不

28、可避免地模糊圖像循環(huán)在某種程度上,從而在分辨率的差異可能是可以忽略不計的。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　所有的分析技術——即使用。,一連串,狀況,采用有限元分析和應變分析,表明該地區(qū)最高應力球附近的聯(lián)合住房。所有的方法也有明顯的區(qū)域應力身體安裝的灌木叢中。然而,有限元分析并不總是準確識別這些高應力的大小,因為這些區(qū)域內(nèi)的元素太大。如果

29、需要更詳細的結(jié)果對這些地區(qū)進行有限元分析,然后他們會更詳細的仿制大的元素個數(shù)對高應力梯度區(qū)。整體的型態(tài)是一樣的應力分布為每個分析技術。之間的差異,得到應變計的有限元結(jié)果可以解釋為儀表的精度。值得注意的是由應變測量的精度取決于很多因素。一個錯誤的“5 - 10%是通常造成本身及應變計測量系統(tǒng),同時進一步的錯誤可能是由于取向、位置和膠的衡量尺度。應變規(guī)面積大,需要一個合理的壓力來獲得準確的結(jié)果一致。在這個例子中沒有這個要求暫停的手臂因經(jīng)常遇

30、到的很多變化的幾何,導致應力梯度或區(qū)域或陡峭的相對很低的,甚至是微不足道的壓力。</p><p>　　所有的實驗技術的應用提出了應力分布相似的圖片在復合懸架的手臂。所有突出方法的高強度應力球關節(jié)區(qū)(除了一連串的原因已提到),以及較高的強調(diào)身體周圍,安裝的灌木叢中。如果高的區(qū)域應力檢查,他們都集中在幾何變化可以想象。有效的分析論證了如何由光彈應力集中,這些小面積它們所覆蓋的區(qū)域。相比之下,有限元分析元素的幾個毫米包