基于邊界條件的汽車零部件材料創新研究

?

基于邊界條件的汽車零部件材料創新研究

為使汽車零件質量更輕、強度更高、更易于制造和裝配，本文將有限元分析和試驗測試相結合，對離合器踏板接合銷的材料和幾何形狀進行創新性改進。

改變離合器踏板的設計要求接合銷的幾何形狀，這種接合銷采用塑料材料成為合適的選擇。考慮到機械阻力、低摩擦因數和低噪聲目標，選擇聚甲醛中空銷。為保證接合銷的鎖定，在聚甲醛中空銷中加入聚酰胺（尼龍）內核。

離合器踏板接合銷材料須具有良好的剪切強度和低摩擦因數，因此分別研究聚甲醛中空銷和其加入聚酰胺（尼龍）核時的性能。應用于中空銷的聚甲醛是一種加入芳香族合成纖維的高粘度均聚物，應用于銷核的聚酰胺由于加入了玻璃纖維，因此其耐磨性和耐化學藥劑腐蝕性能得到提高。

通過有限元分析，將聚甲醛中空銷的有限元分析結果與試驗結果對比，其結果表明，計算的壓塌力比試驗結果高6%，表現出良好的物理試驗和虛擬模型之間的相關性。含有聚酰胺核的聚甲醛中空銷壓塌力比聚甲醛中空銷高27%。由于有限元分析計算的壓塌力與試驗結果有良好的相關性，因此只需要將中空銷和聚酰胺內核銷的計算位移進行相互比較，不需再與試驗結果進行比對。將中空銷的位移作為單位1，聚酰胺內核銷的計算位移則低11%，這同樣與預期相符。

Alexandre da Silva Scari et al. SAE 2012-36-0300.

編譯：周沖