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基于邊界條件的汽車零部件材料創(chuàng)新研究

為使汽車零件質(zhì)量更輕、強(qiáng)度更高、更易于制造和裝配，本文將有限元分析和試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合，對(duì)離合器踏板接合銷的材料和幾何形狀進(jìn)行創(chuàng)新性改進(jìn)。

改變離合器踏板的設(shè)計(jì)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(jī)械阻力、低摩擦因數(shù)和低噪聲目標(biāo)，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(nèi)核。

離合器踏板接合銷材料須具有良好的剪切強(qiáng)度和低摩擦因數(shù)，因此分別研究聚甲醛中空銷和其加入聚酰胺（尼龍）核時(shí)的性能。應(yīng)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(yīng)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(xué)藥劑腐蝕性能得到提高。

通過(guò)有限元分析，將聚甲醛中空銷的有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，其結(jié)果表明，計(jì)算的壓塌力比試驗(yàn)結(jié)果高6%，表現(xiàn)出良好的物理試驗(yàn)和虛擬模型之間的相關(guān)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(jì)算的壓塌力與試驗(yàn)結(jié)果有良好的相關(guān)性，因此只需要將中空銷和聚酰胺內(nèi)核銷的計(jì)算位移進(jìn)行相互比較，不需再與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。將中空銷的位移作為單位1，聚酰胺內(nèi)核銷的計(jì)算位移則低11%，這同樣與預(yù)期相符。

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

編譯：周沖