О новом подходе к проектированию композитного материала для однолистовой рессоры с использованием метода конечных элементов
Ключевые слова:
однолистовая пластинчатая рессора, композитный материал, жесткость, несущая способностьАннотация
Исследуется конструкция однолистовой пластинчатой рессоры из легкого композитного материала. Рессора имеет ту же жесткость и нагрузочную способность, что прототип, выполненный из стали. Представлен новый подход к проектированию листовых рессор, выполненных из материала UEC (однонаправленных волокон алюмоборосиликатного стекла E-glass и эпоксидного связующего). Армирующие волокна в полимерной матрице рессоры были расположены в соответствии с распределением напряжения, индуцируемого в пластинчатой рессоре. Расчет рессоры при изгибном нагружении был выполнен с использованием метода конечных элементов в среде ANSYS 14. Анализ показал, что предложенная модель композитной монолистовой рессоры имеет такую же жесткость и несущую способность, как у аналогичной стальной рессоры, однако при этом достигается снижение веса в пределах 57…61,5 % по сравнению с обычной стальной пластинчатой рессорой.Библиографические ссылки
Breadmore P., Johnson C. F. The potential for composites in structural automotive applications // Composites science and Technology. - 1986. - No. 26(4). - P. 251-281.
Nisar S. Shaikh, S.M. Rajmane. Modeling and Analysis of Suspension System of TATA SUMO by using Composite Material under the Static Load Condition by using FEA // International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT). - 2014. - No. 12. - P. 64-73.
Kumar M. S., Vijayarangan S. Analytical and Experimental Studies on Fatigue Life Prediction of Steel and Composite Multi-leaf Spring for Light Passenger Vehicles Using Life Data Analysis // Materials Science. - 2007. - No. 13. - P. 141-146.
Ghodake A. P., Patil K. N. Analysis of steel and composite leaf spring for vehicle // IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. - 2013. - No. 5. - P. 68-76.
Shokrieh M. M., Rezaei D. Analysis and optimization of a composite leaf spring // Composite Structures. - 200. - No. 60. - P. 317-325.
Satpute A. A., Chavan S. S. Mono Composite Leaf Spring - Design and Testing // Indian journal of applied research. 2013. - No. 3. - P. 282-284.
Light composite elliptic springs for vehicle suspension / E. Mahdi, O. M. S. Alkoles, A. M. S. Hamouda, B. B. Sahari, R. Yonus, G. Goudah // Composite Structures. - 2006. - No. 7. - P. 24-28.
Kumar B. R., Prakash R. V., Ramesh N. Static analysis of mono leaf spring with different composite materials // Journal of Mechanical Engineering Research. - 2013. - No. 5. - P. 32-37.
Dubey D., Mahakalkar S. Stress analysis of a mono-parabolic leaf spring-areview // Journal of Mechanical Engineering Research. - 2013. - No. 3. - P. 769-772.
Nakasone Y., Yoshimoto S., Stolarski T. A. Engineering analysis using ANSYS software. Elsevier Butterworth-Heinemann : Oxford, 2006. - 480 p.
Standard Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced Resins. - Active Standard ASTM D2584 ASTM International. - West Conshohocken : PA, 2011. - 3 p.
Pinfold M. K. Composite mechanical properties for use in structural analysis. - PhD thesis, University of Warwick : UK, 1995. - 275 p.
Beleandez T., Neipp C., Ndez A. B. Numerical and Experimental Analysis of a Cantilever Beam: a Laboratory Project to Introduce Geometric Nonlinearity in Mechanics of Materials // International journal of engineering education. - 2003. - No. 19. - P. 885-892.
Liu J. Y., Rammer D. R. Analysis of wood cantilever loaded at free end // Wood and Fiber Science. - 2003. - No. 35. - P. 334-340.
Modeling and analysis of laminated composite leaf spring under thestatic load condition by using FEA / M. Raghavedra, S. A. Hussain, V. Pandurangadu, K. Palanikumar // International Journal of Modern Engineering Research. - 2012. - No. 2. - P. 1875-1879.
Krishan K. Computer aided FEA comparison of mono steel and mono GRP leaf spring // International Journal of Modern Engineering Research. - 2012. - No. 1. - P. 155-158.
Smith W. F. Principles of materials science and engineering, 3 Sub edition (August 1995), Mcgraw-Hill College. - 892 p.
Lo K. H., Chim E. S.-M. Compressive strength of unidirectional composites // Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 1992. - No. 11. - P. 838-896.
Naga S. A. R., Elsayed T. A., Soliman E. S. M. M. An approach to Design a Composite Mono Leaf Spring Using FEA // Vestnik ISTU. - 2014. - No. 62. - P. 28-32.
