Lengvojo automobilio pakabos elementų modeliavimas

Abstract

Lengvesnė automobilio pakaba pagerina automobilio valdomumą, stabilumą bei leidžia sumažinti bendrą automobilio svorį, kas pasireiškia mažesnėmis degalų sąnaudoms. Vienas iš būdų mažinti pakabos svorį yra naudoti lengvesnes, bet stiprias medžiagas, tokias kaip aliuminis. Šiame straipsnyje nagrinėjami automobilio pakabos tipai, reikalavimai konstrukcijoms ir kiti jų ypatumai. Išsamiai išnagrinėtos horizontalios ir vertikalios jėgos, kaip skersinės ir išilginės apkrovos veikia pakabą ir jos elementus. Apžvelgti tyrimai ir teoriniai darbai apie pakabų kreipiančiuosius įrenginius – svirtis, jų tipus. Išsamiai išanalizuota aliuminio svirtis ir jos pavojingi konstrukciniai taškai, optimizavimo galimybės. Tyrimo dalyje pasirinkti pakabos elementai – svirčių prototipai pagal kuriuos buvo sukurti kompiuteriniai modeliai. Siekiant priartinti modeliavimą prie realių sąlygų, buvo atlikta metalų cheminė analizė siekiant sužinoti tikrąsias lydinių markes. Apskaičiuotos pakabą veikiančios išilginės ir skersinės jėgos. Buvo atliktas plieninių ir aliuminio svirčių vienodos formos ir profilių apkrovų modeliavimas su „SolidWorks 2009“ paketu. Gauti rezultatai parodė, kad plieninės svirtys geriau atlaiko išorines jėgas negu aliuminio svirtys. Buvo aptikti pavojingi taškai svirčių konstrukcijoje. Rezultatai parodė, kad aliuminio svirtys turi turėti tolygesnį profilį, kad galėtų atlaikyti dideles išorines jėgas.

Lighter suspension of a car improves controllability and stability of a car and reduces total weight of a car so causing lower fuel related costs. One way to reduce suspension weight is to use lighter but firm materials, like aluminium. This article analyses the types of car suspensions and requirements for structu-res as well as other characteristics. Horizontal and vertical forces were analyzed comprehensively: how the lateral and longitudinal loads affect the suspension and its elements. The analytical and theoretical works on the guiding devices of suspensions - arms - and their types are reviewed. The aluminium arm and its critical structural points, also optimizing possibilities were analyzed comprehensively. The elements of the suspension chosen for the analysis part of the project are the prototypes of arms for which the computer-aided models were designed. Chemical analysis of metals was carried out in order to make simulation more similar to real conditions and the real grades of alloy were found out. Lateral and longitudinal forces affecting the suspension were calculated. The simulation of loads on the steel and aluminium arms of the same shape and pro-file was carried out with the simulation software SolidWorks 2009. The obtained results revealed that steel arms are more resistant to external forces comparing to aluminium arms. The critical points in the arm constructions were found out. The results revealed that aluminium arms shall have more even profile in order to resist strong external forces.