Przegub kulisty łączący zwrotnice z wahaczem w zawieszeniach typu McPherson jest wykonany w postaci trzpienia zakończonego kulistym czopem współpracującym ze sferyczną panewką. Praca ma na celu analizę parametrów pracy tego przegubu podczas oddziaływujących sił na zawieszenie. Oparto analizę na modelu matematycznym zawieszenia, który został sparametryzowany na podstawie pomiarów przenośnym ramieniem pomiarowym oraz aparaturą laboratoryjną. Uwzględniono w modelu przemieszczenia przegubów elastycznych, tj. górne mocowanie kolumny oraz tuleje gumowe wahacza.
Pierwsza część pracy opisuje analizę elastokinematyczną zawieszenia oraz obliczenia sił, które działają na przegub podczas wykonywania manewrów (hamowanie, jazda po łuku). Druga część opisuje numeryczną analizę przegubu. Obliczono maksymalne naprężenia w poszczególnych elementach przegubu przy wykorzystaniu metody elementów skończonych. Okazało się, że największe miejscowe naprężenia występują w przekroju krytycznym, jakim jest przewężenie utworzone między kulą a stożkowo uformowanym trzpieniem przegubu. To przekrój poprzeczny w tym miejscu decyduje o wytrzymałości przegubu. Ponieważ kula przegubu musi być objęta panewką na tyle obszernie by nie dopuścić do jej samoczynnego wysunięcia, stąd ustalenie wytrzymałościowe ma swoje konsekwencje geometryczne. Tylko po to, by nie dopuścić do wysunięcia się kuli z panewki, średnica kuli musi być znacznie większa od średnicy przekroju krytycznego. Wykonane analizy pozwalają na ocenę dobrania geometrii przegubu, aby zapewnić czynne bezpieczeństwo i bezpieczne prowadzenie pojazdu.
The bali joint which is a linking element between the wheel knuckle and control arm used in McPherson suspensions consists of a ball and a housing and is in the focus of this thesis. The presented proceeding shows how to analyse the work parameters of the ball joint and how to evaluate the loads acting on this component. A mathematical suspension model was set up, which was calibrated using measured data obtained by measuring with a mobile measuring arm and other laboratory equipment. The movements of flexible connections of the top mount and flexi blocks were also taken into account. Four different driving manoeuvres were considered, which exert high load on the suspension system (two braking manoeuvres and two cornering manoeuvres).
First part of the elaboration deals with the analysis of the kinematics of the suspension and the calculation of critical forces acting on the ball joint. In the second part of the thesis numerical evaluation of the ball joint as a kinematic connection is carried out. The analysis was carried out by a finite element method (FEM) to calculate the maximum stress values. The conducted finite element analyses showed that the critical part of the kinematic connection is the neck region between the ball and the conical section of the stud. Analysis of these calculation models led to the conclusion that the presented contents of the study are necessary for proper determination of the ball joint dimensions, to avoid accidents. The function of the ball joint is critical for active safety. A breakdown of the connecting elements can lead to tragic consequences.
Wydział
Wydział Mechaniczny
Status pracy dyplomowej
po obronie
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
