Automotive stabilizer bars - strength calculations of stabilizer bars using finite element method - directions and general instructions for calculation

• Autorzy: Wittek A. M. , Gąska D. , Matyja T.

Warianty tytułu

PL

Stabilizatory samochodowe – obliczenia wytrzymałościowe stabilizatorów z wykorzystaniem metody elementów skończonych – wskazówki i ogólne wytyczne obliczeniowe

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The function of stabilizer bars in motor vehicles is to reduce the body roll during cornering. The body roll is influenced by the occurring wheel load shift and the change of camber angle. Decisive is the steering performance which may be purposefully adjusted towards understeer or oversteer when designing the stabilization. The article contains the further outline of the calculation methods for stabilizer bars. Modern technological and structural solutions in contemporary cars are reflected also in the construction and manufacture of stabilizer bars. A proper construction and the selection of parameters influence the strength properties, the weight, durability and reliability as well as the selection of an appropriate production method. An improper preparation of Finite Element Method calculation models consequently leads to wrong results. It is particularly difficult to interpret the results and to find an error if we do not have a comparative calculation base (such as results of fatigue tests, analytical strength calculations). The article contains practical directions and general instructions for calculation necessary for a correct preparation of calculation models, for a proper performance of calculations and a proper interpretation of results using Finite Element Method.

PL

Stabilizatory w pojazdach samochodowych mają za zadanie redukcję przechyłów poprzecznych podczas jazdy na zakręcie lub pod działaniem innych sił bocznych. Na przechyły boczne zasadniczy wpływ ma przemieszczenie się obciążeń kół jezdnych, jak i zmiany kąta pochylenia kół. Te czynniki mają zasadniczy wpływ na kierowalność pojazdu, która poprzez odpowiedni dobór stabilitzatorów objawia się jako tendecja do podsterowności lub nadsterowności. Artykuł przedstawia zarys podstaw metod obliczeniowych stosowanych w procesie konstrukcji stabilizatorów. Nowoczesne rozwiązania technologiczne i konstrukcyjne we współczesnych pojazdach samochodowych są również widoczne w konstrukcji i produkcji stabilizatorów. Prawidłowa konstrukcja i właściwy dobór parametrów stabilizatora wpływa na jego cechy wytrzymałościowe, ciężar, trwałość i niezawodność, a także na dobór odpowiednich metod produkcyjnych. Niewłaściwe przygotowanie modeli obliczeniowych z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych prowadzi w konsekwencji do błędnych wyników. Szczególnie trudna jest interpretacja wyników i znalezienie błędu, jeśli nie dysponujemy danymi porównawczymi (takimi jak wyniki testów zmęczeniowych lub wynikami analitycznych obliczeń wytrzymałościowych). Artykuł zawiera wskazówki praktyczne i ogólne wytyczne obliczeniowe niezbędne do prawidłowego przygotowania modeli obliczeniowych, do właściwego przeprowadzenia obliczeń i właściwej interpretacji wyników z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych.

Słowa kluczowe

EN

stabilizer bar; FEA calculations

PL

stabilizatory samochodowe; obliczenia MES

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 65, nr 3
• Strony: 37--50, 115--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Wittek A. M.

• ThyssenKrupp Federn & Stabilisatoren GmbH, Oeger St. 85, 58089 Hagen, Germany

autor

Gąska D.

• Silesian Univeristy of Technology, Faculty of Transport, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Matyja T.

• Silesian Univeristy of Technology, Faculty of Transport, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] Abagus Version 6.10.: Volume I: Static and Dynamic Analyses. Dessault Systems 2010.
• [2] BANAŚ K.: Metoda Elementów Skończonych, Seminarium BIT CM UJ, Instytut Modelowania Komputerowego, Politechnika Krakowska, 17 maja 2006, 1-25.
• [3] BIELSKI J.: Wprowadzenie do inżynierskich zastosowań MES. Politechnika Krakowska, Wydanie l, Kraków 2010.
• [4] DEGER Y.: Die Methode der Finiten Elemente, Kontakt und Studium, Band 551.5. Auflage, Expert Verlag, Renningen 2010.
• [5] FROELICH P.: FEM - Anwendungspraxis. Einstieg In die Finite Elemente Analys, 1. Auflage, Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2005.
• [6] FISCHER W.: Finite - Element - Methode, Skript zur Vorlesung, Fachhochschule Dortmund, 4. Auflage, Wintersemester 2011/12, 1-27.
• [7] GABBERT U.: Finite - Element - Methode, Teil 1. Lehrstuhl für Numerische Mechanik, Vorlesung, Otto von Guericke Universität Magdeburg, 2012, 1-48.
• [8] GEBCHARDT CH.: Praxisbuch FEM mit ANSYS Workbench. Einführung in die lineare und nichtlineare Mechanik. 1. Auflage Carl Hanser Verlag, München 2011.
• [9] KLEIN B.: FEM - Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau. 1. Auflage, Vieweg Studium Technik, Wiesbaden 2007.
• [10] Schulungsunterlagen HyperWorks11, Radioss. Fa. ALTAIR Deutschland GmbH, Hannover 2012.
• [11] SHIMOSEKI M., HAMANO T., IMAIZUMI T.: FEM for springs. 1. Auflage, Springer Verlag. Berlin - Heidelberg 2003.
• [12] REINERT U.: Finite - Element - Methode, Vorlesung. Fachhochschule Bremen, 2012, 1-24.
• [13] STEINBUCH R.: Finite Elemente - Ein Einstieg, 1. Auflage, Springer Verlag. Berlin - Heidelberg 1998.
• [14] THACKER B. H.: Concepts of Model Verification and Validation, Los Alamos, October 2004.
• [15] WITTEK A. M.: Wpływ czynników konstrukcyjnych i technologicznych na trwałość stabilizatorów w pojazdach samochodowych. Ph.D dissertation, Katowice 2013, 117-186.
• [16] FEM kurz und bündig, http://www.smart-fem.de/fem.html, Smart Engineering GmbH, 2013.