ارزیابی رفتار مکانیکی فنر سیستم تعلیق خودرو تحت بارگذاری شبه‌استاتیکی: مقایسه رویکرد تحلیلی، عددی و تجربی
کد مقاله : 1069-ICME2025
نویسندگان
Mahdi Gerdooei *1، سیداحمد میرمهدی2، جواد علی نژاد3، حسین جلالی3
1هیات علمی دانشگاه صنعتی شاهرود
2دانشگاه صنعتی شاهرود
3شرکت فنرلول ایران
چکیده مقاله
فنر اکسل یکی از اجزای مهم سیستم تعلیق خودرو است که نقش حیاتی در بهبود راحتی رانندگی، کنترل خودرو، و پایداری آن ایفا می‌کند. سیستم تعلیق مک‌فرسون (MacPherson) شامل یک فنر مارپیچ و کمک‌فنر است که مستقیماً به شاسی و اکسل متصل می‌شوند. در این پژوهش مرکز توسعه فناوری‌های صنعت فنر از شرکت دانش‌بنیان فنرلول ایران به تحلیل تئوری و مدل‌سازی المان محدود فرایند جمع‌شدن فنر تعلیق جلو خودرو سواری تحت بارگذاری شبه‌استاتیکی پرداخته است. در تحلیل تئوری، پس از نوشتن تابع انرژی داخلی فنر حاصل از نیروی برشی و گشتاور پیچشی، با استفاده از تئوری کاستیلیانو با مشتق‌گیری از تابع انرژی، مقادیر جابجایی و سپس ثابت فنر محاسبه شد. مدل‌سازی المان محدود برای ماده از نوع همگن و همسانگرد الاستیک، با استفاده از حلگر استاندارد نرم‌افزار تجاری آباکوس اجرا شد. برای راستی‌آزمایی نتایج تحلیل، ضمن اجرای آزمون تجربی فشار فنر، منحنی نیرو به جابجایی به‌دست آمد و ضریب سختی فنر با نتایج تحلیل عددی و تئوری مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. همچنین نتایج برای دو نوع المان شش وجهی (Hex) و هرمی (Tet) استخراج و مشخص شد اولا استفاده از المان Hex در مقایسه با المان Tet از دقت بالاتری برخوردار است. ثانیا مدل‌سازی المان محدود با دقت %99.3 در مقایسه با مدل تحلیلی (دقت %95.1) در پیش‌بینی رفتار مکانیکی فنر از کارآمدی بیشتری برخوردار است.
کلیدواژه ها
فنرلول ایران، فنر مارپیچ، سیستم تعلیق، المان محدود، تئوری کاستیلیانو
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی