ارزیابی رفتار مکانیکی فنر سیستم تعلیق خودرو تحت بارگذاری شبه استاتیکی: مقایسه رویکرد تحلیلی، عددی و تجربی

فنر مارپیچ، به عنوان جزء اصلی سیستم تعلیق مک فرسون، نقش کلیدی در بهبود راحتی سواری، پایداری و کنترل خودرو ایفا می کند. این پژوهش، توسط مرکز علم و فناوری صنعت فنر ایران، به بررسی رفتار مکانیکی فنر تعلیق جلوی خودرو تحت بارگذاری شبه استاتیکی با استفاده از سه روش تحلیلی، عددی (المان محدود) و تجربی پرداخته است. در رویکرد تحلیلی، تابع انرژی داخلی فنر ناشی از نیروی برشی و گشتاور پیچشی استخراج شد و با استفاده از قضیه کاستیلیانو، جابجایی محوری و ضریب سختی فنر (۱۹N/mm ) محاسبه گردید. مدل سازی المان محدود با فرض ماده همگن و همسانگرد الاستیک (فولاد EN۱۰۲۷۰-P۲، با مدول برشی ۵/۷۹ GPa) در نرم افزار آباکوس و با حل گر استاندارد انجام شد. آزمون تجربی فشار فنر با دستگاه IST-LT۴، مجهز به نیروسنج و حسگر جابجایی، منحنی نیرو-جابجایی را تولید کرد که برای اعتبارسنجی نتایج تحلیلی و عددی استفاده شد. مقایسه نتایج نشان داد که مدل المان محدود به ویژه به دلیل مدل سازی اثرات غیرخطی هندسی و تماس اصطکاکی در حلق های غیرفعال با دقت ۳/۹۹%، در مقایسه با مدل تحلیلی (۱/۹۵%)، رفتار مکانیکی فنر را دقیق تر پیش بینی می کند. همچنین، المان های شش وجهی نسبت به المان های هرمی دقت بالاتری در شبیه سازی توزیع تنش و جابجایی ارائه کردند. این یافته ها بر برتری روش المان محدود و اهمیت انتخاب نوع المان مناسب تاکید دارد.

کلیدواژه ها:

فنر لول ایران ، فنر مارپیچ ، سیستم تعلیق ، المان محدود ، تئوری کاستیلیانو