螺旋线圈设计悬架系统由传统的钢和复合材料的结合

Sourabh g . Harale¹,m . Elango教授²”

打开学生,机电一体化,维特大学,钦奈,印度泰米尔纳德邦,
美联社(SG)、中小型企业、维特大学,钦奈,印度泰米尔纳德邦,

文摘

在这篇文章中,实现复合材料的螺旋线圈悬架系统。以前我们使用传统的钢螺旋线圈。所需刚度,设计这样的泉水非常笨重,昂贵。另一个实现是在传统的组合钢和e玻璃纤维/环氧复合材料增强。它成功地减少体重,增加系统的刚度。但是有一些限制(如成本、e玻璃纤维制造,非常低的单一复合弹簧的刚度不有助于提高悬架系统的整体刚度。金属基复合材料是用来代替传统钢纤维与组合。背后的内涵MMC的使用是提高整体刚度和生命的系统。

关键字

金属基复合材料、弹簧设计、分析

我的介绍。

答:悬架系统

汽车底盘是由多个系统组成的,所有在工会工作提供一个安全舒适的旅程。底盘包括框架、制动系统、转向系统、悬架系统和车轮组件。现在,汽车行业试图改善汽车车辆的燃油效率。最大化燃油效率的主要因素之一是汽车车辆的重量。但是我们不能妥协与系统框架,制动系统,转向系统,车轮装配安全问题。所以我们可以在悬挂系统以达到降低体重。悬架系统是汽车的重要部分之一。缓冲框架的骑,发动机、传动和乘客,同时保持轮胎接触在所有条件下路。雷竞技网页版在这种悬架系统,春天是最重要的部分。春天在悬架系统的功能是扭曲当加载和删除负载时恢复原来的形状。 And to absorb and control energy due to shocks or vibrations. Helical coil spring is normally used for the light vehicle suspension system. The performance of the suspension system is fully depends upon the spring stiffness. If someone wants to reduce the weight of suspension system then he has to consider the other factors like performance, design constraints, corrosion resistance, fatigue strength of material, cost etc.

以前汽车行业是使用传统的钢的螺旋线圈弹簧悬架系统来提高性能。传统钢铁成本更低和更强的材料比其他的主要问题在使用这种材料是重量。如果有人会增加悬挂系统的刚度然后他提高了设计约束像春天的线圈直径,线圈的数量、长度等,所以它影响悬架系统的重量上升。间接影响总体性能。因此我们选择复合材料可以给较低的平均表现体重消费。也有其他更好的属性如刚度、弹性强度、疲劳强度、耐蚀性等。对于这样的需求,复合材料是最好的选择。

b .复合材料

复合材料是两种或两种以上的组合材料,导致更好的性能比单个组件单独使用。复合材料的主要优势是他们更高的强度和刚度,结合低密度,与沉重的材料相比,一个体重减少。也具有显著提高属性包括特定的模量高、耐磨耗比无筋合金。具体的应变能的关系是U =σ^ 2 /ρE,ρ的密度和弹性模量“E”。可以看出复合材料密度和弹性模量较低,结果特定的能量就越大。这些属性在此应用程序中做一个非常强有力的候选人。

由于这种复合材料的优点,许多研究人员对这个领域的兴趣。Mehdi Bakhshesh和Majid Bakhshesh[5]测试行为的螺旋弹簧代替钢弹簧三种不同复合螺旋弹簧包括e玻璃/环氧树脂、碳/环氧和凯夫拉纤维/环氧树脂。结果进行了比较。湿婆Shankar和Vijayarangan[9]研究了低成本制造完整的mono复合钢板弹簧和mono复合钢板弹簧与保税关节。t . s . Manjunatha和d·阿卜杜勒·Budan[10]试验在螺旋弹簧的强度与纤维增强复合材料的使用。角色卡[7]实验研究力学性能的e -玻璃短纤维和粉煤灰增强al 7075混合金属基复合材料。Saurabh辛格[8]已经尝试传统的钢和复合材料的结合(E -玻璃/环氧树脂)。所有上面的研究论文,显示了使用复合材料的可行性。但是这些纤维复合材料重量轻应用程序中是有效的。铝合金用于这项研究因为它有高强度,耐用性低,切削加工性能、可用性和成本是有吸引力的,相对于其他复合材料。 However, the scope of these properties can be extended by using Aluminium matrix composite materials.

MMC的因为这是我们选择了铝基复合材料最便宜的材料在MMC显示更好的属性,我们需要为我们的应用程序。AMC225xe是一个等级的铝基复合材料。AMC225xe是一个高质量的航空级铝合金(AA2124)增强碳化硅超细粒子的体积的25%。它是由一种特殊的粉末冶金制造路线使用专有的高能混合过程,确保优秀的粒度分布和提高机械性能。AMC225xe进行结构性应用程序的主要优点包括:重量储蓄,增加组件刚度和抗疲劳强度高。

在以上例子中我们可以看到,如何有效的AMC的。

二世。相关工作

在所有工业和汽车应用中,弹簧的高势能保留能力有不可否认的作用。因此,许多研究人员集中在优化设计和使用不同的材料来得到有效的结果。Rupa Dasgupta做铝合金的有限元分析找到潜在的金属基复合材料耐磨性应用[12]。从这个金属基体材料的可行性。一些试图纤维增强塑料螺旋弹簧。三种不同的材料如玻璃纤维、碳纤维、玻璃/碳纤维+ 45度方向用于螺旋弹簧和测试他们的机械行为[10]。这个结果比传统材料良好的刚度和低重量系统系统。还凯夫拉纤维/环氧e玻璃/环氧树脂、碳/环氧树脂用于选择螺旋弹簧[5]的最佳材料。但唯一的缺点是纤维复合材料的疲劳强度。也相结合的复合材料和传统材料测试系统来克服疲劳强度问题[8]。 This system is much effective for automobile but for light weight applications only.

三世。材料参数

第四,春天的设计

从上面的结果我们可以看到,如果我们使用MMC的聚合物复合材料的结合传统钢铁,我们可以成功地提高悬架系统的性能。同时,系统的疲劳强度。

诉的分析设计

这四个弹簧的设计是利用SOLIDWORKS软件设计的。通过应用不同的材料不同的设计,分析了利用COMSOL软件。

六。结论和讨论

从表6已经观察到的整体刚度悬架系统是提高悬架系统的主要要求。系统的负荷能力也增加。所以它也可以用于重型应用程序。

由于与钢复合材料的组合使用,整个系统的重量也减少了。在上面的表中,观察到系统的重量减少了60%,系统的体积减少75%相同的加载条件。因此重量轻系统实现。这将有助于提高汽车的燃料效率。也可以用于重负荷应用重量的主要标准。整个系统的成本高于传统的系统,但由于其他的优势,它可以相当大。专用应用程序中,这个系统是非常有效的。

引用

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航空航天金属复合有限——“AMC225xe”。
布莱恩·哈里斯——“工程复合材料”
计算器的螺旋线圈弹簧——http://www.tribology-abc.com/calculators/t14_1.htm
Mehdi Bakhshesh和Majid Bakhshesh——“钢螺旋弹簧的优化组合春”,3卷,没有。2012年6月6日,ISSN: 2045 - 7057。
M K SURAPPA——“铝基复合材料:挑战和机遇”。部分1 & 2卷。28日,2月/ 2003年4月,第319 - 334页。
角色。卡Dr.H.K。Shivanand Santhosh Kumar。" s -力学性能的实验研究e -玻璃短纤维和粉煤灰增强al 7075混合金属基复合材料”,第二卷,Iss-2, 2012年,ISSN: 2231 -5950。
Saurabh辛格——“螺旋线圈的优化设计悬架系统通过结合传统的钢和复合材料在常规工具”,第七卷11路(2012),ISSN 0973 - 4562。
湿婆Shankar和Vijayarangan——“Mono复合钢板弹簧重量轻车辆-设计、联合分析和测试”结束。12卷,3号。2006年。
t . s . Manjunatha和d·阿卜杜勒·Budan——“制造业和实验复合汽车悬架螺旋弹簧”。期,第二,2012年7月,ISSN 2278 - 0149。
h . k . Shivanand——“比较研究基于力学性能的铝混合复合材料的熔融物技术和P / M路线”。材料处理属性和性能(MP3), 3卷,2004年。
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