تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

تحلیل تجربی و شبیه سازی دسته‌ موتورهای الاستومری با در نظر گرفتن رفتار مواد هایپرالاستیک و ویسکو الاستیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 مهندس پژوهش ارشد، مرکز تحقیقات موتور ایران خودرو، تهران، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم
3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه قم، ایران
10.22034/er.2026.2088400.1130
چکیده
دسته‌موتورهای الاستومری یکی از اجزای کلیدی سیستم تعلیق و انتقال نیرو در خودروها هستند و نقش تعیین‌کننده‌ای در کنترل ارتعاش، کاهش نویز و بهبود کیفیت سواری ایفا می‌کنند. با توجه به رفتار غیرخطی و ویسکوالاستیک مواد الاستومری، پیش‌بینی دقیق پاسخ این قطعات تحت بارگذاری‌های مختلف نیازمند تحلیل‌های عددی پیشرفته همراه با داده‌های تجربی است. در این مطالعه، ابتدا آزمون‌های تجربی کشش-فشار تک‌محوره روی نمونه‌های استاندارد لاستیکی و آزمون‌های بارگذاری چرخه‌ای استاتیکی و دینامیکی روی قطعه دسته‌موتور انجام شد. سپس رفتار الاستومر در تحلیل استاتیکی با مدل هایپرالاستیک اوگدن (مرتبه ۳) و در تحلیل دینامیکی با مدل ویسکوالاستیک سری پرونی (۳ جمله‌ای) به ‌طور مستقل از تست دسته ‌موتور در نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی گردید. نتایج تحلیل استاتیکی نشان داد که سختی استاتیکی دسته‌موتور در شبیه‌سازی 244 نیوتون بر میلی‌متر و در آزمون تجربی 221 نیوتون بر میلی‌متر است که بیانگر خطای 4/10% می‌باشد. در تحلیل دینامیکی، سختی مؤثر شبیه‌سازی (در فرکانس‌های ۱ و 10 هرتز منطبق بر مودهای ارتعاشی بدنه صلب و ناهمواری‌های جاده) به ترتیب 240 نیوتون بر میلی‌متر و 270 نیوتون بر میلی‌متر محاسبه شد، در حالی که مقادیر تجربی متناظر به ترتیب 256 نیوتون بر میلی‌متر (خطای 25/6%) و 279 نیوتون بر میلی‌متر (خطای 2/3%) به‌دست آمد. بررسی نتایج نشان داد که مدل توسعه‌یافته دقت مناسبی در پیش‌بینی سختی استاتیکی و دینامیکی قطعه دارد، اگرچه محدودیت‌هایی در بازنمایی روند صلب‌شوندگی فرکانسی تحت پیش‌بار مشاهده گردید. یافته‌های این پژوهش داده‌های کمی ارزشمندی را برای تحلیل و طراحی دسته‌موتورهای مشابه فراهم می‌سازد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental Analysis and Simulation of Elastomeric Engine Mounts Considering Hyperelastic and Viscoelastic Material Behavior

نویسندگان English

Hadi Mohammadi 1
mohammad Salari 2
Toktam Boshtam 3
1 Senior Research Engineer, Iran Khodro Engine Research Center, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Qom
3 M.Sc. Student, Department of Mechanical Engineering, University of Qom, Iran
چکیده English

Elastomeric engine mounts are key components of automotive suspension and powertrain systems, playing a decisive role in vibration control, noise reduction, and ride comfort enhancement. Due to the nonlinear and viscoelastic behavior of elastomeric materials, accurately predicting the response of these components under various loading conditions requires advanced numerical analysis combined with experimental data. In this study, uniaxial tension-compression tests were first conducted on standard rubber specimens, followed by static and dynamic cyclic loading tests on the engine mount component. The elastomer behavior was subsequently simulated in Abaqus—independently of the mount component test—using a third-order Ogden hyperelastic model for static analysis and a 3-term Prony series viscoelastic model for dynamic analysis. Static analysis results revealed a simulated mount stiffness of 244 N/mm compared to an experimental value of 221 N/mm, indicating an error of 10.4%. In dynamic analysis, the effective simulated stiffness values at 1 Hz and 10 Hz (corresponding to rigid body vibration modes and road roughness frequencies) were calculated as 240 N/mm and 270 N/mm, respectively, whereas the corresponding experimental values were 256 N/mm (6.25% error) and 279 N/mm (3.2% error). The results demonstrate that the developed model possesses suitable accuracy in predicting both the static and dynamic stiffness of the component, although limitations were observed in capturing the frequency-stiffening trend under static preload. The findings of this research provide valuable quantitative data for the analysis and design of similar elastomeric engine mounts.

کلیدواژه‌ها English

Elastomeric engine mount
Hyperelasticity
Viscoelasticity
Abaqus
Ogden model

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 20 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 07 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 28 مهر 1405