Influence of Production Process and Material Factors an Fatigue Strength af Tubular Stabilizer Bar

• Autorzy: Wittek A. M. , Burdzik R. , Folęga P. , Konieczny Ł. , Łazarz B.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0402

Warianty tytułu

PL

Wpływ procesu produkcyjnego i czynników materiałowych na wytrzymałość zmęczeniową stabilizatora rurowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presented results of the research on process of production of highly important element of passenger car. The main object of the research was influence of production process and material factors on fatigue strength of tubular stabilizer bar. The scope of the research included the stabilizer bar hot bent at the bending table, hardened in oil and tempered. The bending radii I, II and III were metalographically tested. The stabilizer bar was also subjected to fatigue tests. For analysis purpose the finite element method (FEM) calculation have been conducted. The analysis of relationship of outer diameter to wall thickness is very important. The analysed bar has broken early. The paper presents the reasons for premature failure of the tubular stabilizer bar.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu produkcji bardzo ważnego elementu zawieszenia pojazdu samochodowego. Głównym celem badań była analiza wpływu czynników procesu produkcyjnego i paramtetrów materiałowych na wytrzymałość zmęczeniową stabilizatora rurowego. Zakres badań obejmował gięty na gorąco stabilizator rurowy, hartowany w oleju i odpuszczany. Promienie gięcia I, II i III zostały poddane testom metalograficznym. Stabilizator poddano również testom zmęczeniowych. Dla celów analizy przeprowadzono obliczenia zmęczeniowe z wykorzystaniem MES. Niezwykle ważna jest analiza stosunku średnicy zewnętrznej do grubości ścianki. Badany stabilizator uległ przedwczesnemu zniszczeniu. W artykule przedstawiono przyczyny przedwczesnego uszkodzenia badanego stabilizatora rurowego.

Słowa kluczowe

EN

stabilizer bar; metalographically test; FEM; TTT diagram; equivalent stresses

PL

stabilizator rurowy; test metalograficzny; FEM; schemat TTT; wytrzymałość zmęczeniowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2485--2492
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys.

Twórcy

autor

Wittek A. M.

• ThyssenKrupp Federn & Stabilisatoren GmbH, Wienerstr. 35, 58135 Hagen, Germany

autor

Burdzik R.

• The Silesian University of Technology , Faculty of Transport , Krasińskiego 8, 40-019 Katowice , Poland

autor

Folęga P.

• The Silesian University of Technology , Faculty of Transport , Krasińskiego 8, 40-019 Katowice , Poland

autor

Konieczny Ł.

• The Silesian University of Technology , Faculty of Transport , Krasińskiego 8, 40-019 Katowice , Poland

autor

Łazarz B.

• The Silesian University of Technology , Faculty of Transport , Krasińskiego 8, 40-019 Katowice , Poland

Bibliografia

• [1] H.-E. v Estorff, Technische Daten Fahrzeugfedern Teil: 3 Stabilisatoren, Stahlwerke Brüninghaus GmbH, Werk Werdohl, Hang Druck KG, 97-113 Köln (1969).
• [2] J. Ulbricht, H. Vondracek, Warm geformte Federn - Leitfaden für Konstruktion und Fertigung, Hoesch Werke, Hohenlimburg Schwerte AG, W. Stumpf KG, 1-36, 139-150 Bochum (1973)
• [3] F. Fischer, H. Vondracek, Warm geformte Federn - Konstruktion und Fertigung, Hoesch Werke, Hoesch Hohenlimburg AG, W. Stumpf KG, 161-171, 177-193 Bochum (1987)
• [4] P. Gebauer: Stabilisatoren für Kraftfahrzeuge, ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH, 1-29 Esslingen (2007)
• [5] H. Dziemballa, L. Manke, Gewichtsredu-zierung durch hochbeanspruchte Rohrstabili-satoren, ThyssenKrupp Technoforum 2004, 28-33 Essen (2004)
• [6] B. Heißing, M. Ersoy, Fahrwerkhandbuch - Grundlagen, Fahrdynamik, Komponenten, Systeme, Mechatronik, Perspektiven. 2. Auflage, Vieweg + Teubner, 77-78, 231-239 Wiesbaden (2008)
• [7] B. Klein, FEM - Grundlagen und Anwendungen der Finite - Element - Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau, 7. Auflage, Vieweg Studium Technik, 34 - 88, 323 - 356 Wiesbaden (2007)
• [8] Schulungsunterlagen HyperWorks11, Radioss, Manufacturing Solutions 11.0 HyperForm Tutorial, Fa. Altair Deutschland GmbH, Hannover (2012)
• [9] A. M. Wittek, Wpływ czynników konstrukcyjnych i technologicznych na trwałość stabilizatorów w pojazdach samochodowych, Ph.D dissertation, 44 - 60, 99 - 113, 187 -205 Katowice (2013)
• [10] DIN EN ISO 3887: Steels - Determination of depth of decarburization (ISO 3887:2003), German version of EN ISO 3887, 1-9 (2003)
• [11] Prüfbericht - Nr.: 1068(09 - LVQ - WP GmbH, 1-9 (05.10.2009)
• [12] Prüfbericht - Nr.: 095018591 - Hoesch Hohenlimburg GmbH, 1-8 (23.09.2009)
• [13] Prüfbericht, Projekt: Warmbiegen von Rohren V6, Versuchsdaten- und Ziele, ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH, 1-16 (07.10.2009)
• [14] Salzgitter Flachstahl GmbH, Eisenhüttenstraße 99, 38239 Salzgitter: Technische Datenblätter, http://www.salzgitterflachstahl.de/de/Produkte/warmgewalzte_produkte/stahlsorten/borlegierte_Verguetungsstaehle/, 1-2 (28.12.2013)
• [15] W. Weißbach, Werkstoffkunde. Strukturen, Eigenschaften, Prüfung. 16. Auflage, Friedriech Vieweg & Sohn Verlag, 161 - 169 Wiesbaden (2007)
• [16] L. Blacha, R. Burdzik, A. Smalcerz, T. Matuła, Effects of pressure on the kinetics of manganese evaporation from the OT4 alloy, Archives Of Metallurgy And Materials 58 (1), 197-201 (2013).
• [17] A. Kaźmierczak-Bałata, J. Bodzenta, D. Trefon-Radziejewska, Determination of thermal-diffusivity dependence on temperature of transparent samples by thermal wave method, International Journal of Thermophysics 31 (1), 180-186 (2010).
• [18] L. Blacha, R. Burdzik, A. Smalcerz, T. Matuła, Effects of pressure on the kinetics of manganese evaporation from the OT4 alloy, Archives Of Metallurgy And Materials 58 (1), 197-201 (2013).
• [19] L. Blacha, G. Siwiec, B .Oleksiak, Loss of aluminium during the process of Ti-Al-V alloy smelting in a vacuum induction melting (VIM) furnace, Metalurgija 52 (3) 301-304 (2013).
• [20] G. Siwiec, B .Oleksiak, A. Smalcerz, J. Wieczorek. Surface tension of Cu-Ag alloys, Archives of Materials and Metallurgy 58 (1), 193-195 (2013).
• [21] R. Burdzik, Ł. Konieczny, Research on structure, propagation and exposure to general vibration in passenger car for different damping parameters, Journal of Vibroengineering 15(4), 1680-1688 (2013).
• [22] R. Burdzik, Research on the influence of engine rotational speed to the vibration penetration into the driver via feet - multidimensional analysis, Journal of Vibroengineering 15(4), 2114-2123 (2013).
• [23] R. Burdzik, Identification of structure and directional distribution of vibration transferred to car-body from road roughness, submitted to Journal of Vibroengineering 16(1), 324-333(2014).
• [24] R. Burdzik, Implementation of multidimensional identification of signal characteristics in the analysis of vibration properties of an automotive vehicle’s floor panel, Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 16(3), 439-445 (2014).
• [25] J. Slania,, Influence of phase transformations in the temperature ranges of 1250-1000ºC and 650-350ºC on the ferrite content in austenitic welds made with T 23 12 LRM3 tubular electrode. Archives of Metallurgy and Materials, 3 (2005).
• [26] J. Slania, B. Slazak, M. Fidali, Application of fast fourier transform (FFT) in the analysis of a welding current instantaneous values waveforms during welding with a covered electrode, Arch. Metall. Mater. 59(2), 569-573 (2014).
• [27] G. Golański, J. Słania, Effect of different heat treatments on microstructure and mechanical properties of the martensitic GX12CrMoVNbN91 cast steel. Archives of Metallurgy and Materials, 4 (2012).
• [28] T. Węgrzyn, The Classification of metal weld deposits in terms of the amount of nitrogen, Proceedings . Conference of International Society of Offshore and Polar Engineers ISOPE´2001, Stavanger, Norway 2001, International Society of Offshore and Polar Engineers, vol. IV, Cupertino - California, USA, 2001 282-285.
• [29] T. Węgrzyn Mathematical Equations of the Influence of Molybdenum and Nitrogen in Welds. Conference of International Society of Offshore and Polar Engineers ISOPE´2002, Kita Kyushu, Japan 2002, Copyright by International Society of Offshore and Polar Engineers, vol. IV, ISBN 1-880653-58-3, Cupertino - California - USA 2002.
• [30] T. Węgrzyn, J. Piwnik, B. Łazarz, D. Hadryś, Main micro-jet cooling gases for steel welding. Archives of Materials and Metallurgy 58(2), 551-553 (2013).
• [31] A. Lisiecki, Diode laser welding of high yield steel. Proceedings of SPIE, Laser Technology, Applications of Lasers 8703, 22 (2012).
• [32] A. Lisiecki, Welding of titanium alloy by Disk laser. Proceedings of SPIE, Laser Technology, Applications of Lasers, 87030 (2013).
• [33] P. Łubkowski, D. Laskowski, Communication in Computer and Information Science 71, 59 (2015).
• [34] J. Pankiewicz, P. Deuszkiewicz, J. Dziurdź, M. Zawisza, Advanced Mater. Res. 1036, 586 (2014).
• [35] R. Doleček, O. Černý, P. Sýkora, J. Pidanič, Z. Němec, International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives, IEEE CFP1397B-POD, Turkey, 650 (2013).
• [36] M. Kozłowski, W. Choromański, J. Kowara, Journal of Vibroengineering 17(3), 1436 (2015).
• [37] G. Grzeczka, K. Listewnik, M. Kłaczyński, W. Cioch, Journal of Vibroengineering 17, 4025 (2015).
• [38] A. N. Wieczorek, Archives of Metallurgy and Materials 59(4), 1665 (2014).
• [39] A. N. Wieczorek, Archives of Metallurgy and Materials 59(4), 1675 (2014).
• [40] T. Wegrzyn, J. Piwnik, B. Łazarz, W. Tarasiuk, Mechanics 21(5), 419 (2015).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.