docAnaliza zmęczeniowa budowy kół pojazdów wolnobieżnych
download 
Reklamacja Transkrypt
Analiza zmęczeniowa budowy kół pojazdów wolnobieżnych
Metodyka budowy modeli numerycznych kół pojazdów wolnobieżnych wykorzystywanych do analiz zmęczeniowych Piotr Tarasiuk Cel pracy Poprawa jakości wytwarzanych kół jezdnych - zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej koła pojazdów wolnobieżnych, - redukcja masy koła Realizacja celu: • analiza uszkodzeń i obciążeń występujących w kole, • opracowanie parametryczne modelu MES do analiz istniejących konstrukcji i prototypów, • wykorzystanie wiedzy akademickiej i metod naukowych do poprawy jakości wyrobu, • przejście ze stanu jakościowego do ilościowego. Budowa koła 1Bieżnik 2Ekran 3Opasanie z kordu stalowego 4Opasanie 5Wewnętrzne uszczelnienie 6Bok opony 7Stopka 8Drutówka 9Wypełnienie Wybór obiektu analiz • Koła głębokie i szerokie z ogumieniem pneumatycznym o rozmiarze 9x15,3” Wybór obiektu analiz • Proces produkcji koła Problemy jakościowe istniejącej konstrukcji • względnie niska wytrzymałość zmęczeniowa • duża materiałochłonność wyrobu Pęknięcia zmęczeniowe obręczy powstałe w czasie badań doświadczalnych; koło przed zmianami konstrukcyjnymi Pęknięcia zmęczeniowe obręczy powstałe w czasie badań doświadczalnych; koło przed zmianami konstrukcyjnymi Pęknięcia zmęczeniowe obręczy powstałe w czasie badań doświadczalnych; koło przed zmianami konstrukcyjnymi Pęknięcia zmęczeniowe obręczy powstałe w czasie badań doświadczalnych; koło po zaproponowanych zmianach konstrukcyjnych Założenia i wytyczne opracowywanych zmian konstrukcyjnych • Proponowane rozwiązania konstrukcyjne nie mogą wykraczać poza możliwości technologiczne współpracującej firmy, • W trakcie prac badawczych podstawowe narzędzia technologiczne nie będą modyfikowane, • Działania mają doprowadzić do zwiększenia trwałości i ewentualnego zmniejszenia masy gotowego wyrobu przy zachowaniu jego funkcjonalności, • Ostateczna weryfikacja opracowanych zmian konstrukcyjnych odbywa się na stanowisku badawczym. Modelowanie numeryczne MES Założenia wstępne Modelowanie numeryczne MES; model po weryfikacji SEP 17 2008 11:24:50 1314 Y 12 X 11 Z Założenia do modelowania opony Materiał opony opisany modelem Mooneya–Ryvlina Energia potencjalna odkształcenia 2 2 W c10 I1 3 c01 I 2 3 c20 I1 3 c11 I1 3 I 2 3 c02 I 2 3 1 3 2 2 2 c30 I1 3 c21 I1 3 I 2 3 c12 I1 3I 2 3 c03 I 2 3 J 12 . d Parametr d 1 2 d c10 c01 E 6a10 a01 Założenia do modelowania opony Krzywa materiałowa wg Mooneya–Ryvlina F Compression Tension u Założenia do modelowania opony Budowa modelu materiałowego wg Mooneya–Ryvlina Zakres obciążeń Wyniki obliczeń MES Wersja przed zmianami konstrukcyjnymi Nowe rozwiązanie konstrukcyjne i technologiczne Rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne przed i po zmianach Stanowisko badawcze AB2 • Sprawdzanie wytrzymałości zmęczeniowej na obciążenia promieniowe Stanowisko badawcze AB2 • Sprawdzanie wytrzymałości zmęczeniowej na obciążenia promieniowe Stanowisko badawcze AB2 • Weryfikacja modelu MES przy wykorzystaniu tensometrii elektrooporowej Stanowisko badawcze AB2 • Weryfikacja modelu MES przy wykorzystaniu tensometrii elektrooporowej Stanowisko badawcze AB2 • Weryfikacja modelu MES przy wykorzystaniu tensometrii elektrooporowej Wyniki uzyskane w czasie realizacji projektu Rozkład naprężeń 45000 0,24 35000 0,22 25000 15000 0,18 5000 0,16 -0,025 -5000 0,025 0,075 0,125 0,175 0,225 0,14 -15000 0,12 -25000 0,1 Odległość SEQV S1 S2 S3 Zarys obręczy Wysokosć obrzeża Napreżenia 0,2 Wyniki uzyskane w czasie realizacji projektu Wykres nr 6. Porównanie trwałości kół w wersjach 153.09.01, 153.09.27 i 153.09.55.5 35 153.09.01 153.09.27 30 153.09.28 Obiążenie [kN] 153.09.55.5 25 20 15 10 0 500 000 1 000 000 1 500 000 2 000 000 Ilość cykli 2 500 000 3 000 000 3 500 000 4 000 000 Podsumowanie Wyniki uzyskane w czasie realizacji projektu • Identyfikacja zjawisk towarzyszących zniszczeniu koła • Opracowanie modelu MES koła z uwzględnieniem oddziaływania opony • Opracowanie zmian konstrukcyjnych • Uzyskanie konstrukcji o ok. 4-krotnie większej trwałości zmęczeniowej zweryfikowanej doświadczalnie • Uzyskanie konstrukcji lżejszej o 20% przy 15% oszczędnościach materiałowych
