فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

فنر مارپیچ، به‌عنوان جزء اصلی سیستم تعلیق مک‌فرسون، نقش کلیدی در بهبود راحتی سواری، پایداری و کنترل خودرو ایفا می‌کند. این پژوهش، توسط مرکز علم و فناوری صنعت فنر ایران، به بررسی رفتار مکانیکی فنر تعلیق جلوی خودرو تحت بارگذاری شبه استاتیکی با استفاده از سه روش تحلیلی، عددی (المان محدود) و تجربی پرداخته است. در رویکرد تحلیلی، تابع انرژی داخلی فنر ناشی از نیروی برشی و گشتاور پیچشی استخراج شد و با استفاده از قضیه کاستیلیانو، جابجایی محوری و ضریب سختی فنر (19N/mm ) محاسبه گردید. مدل‌سازی المان محدود با فرض ماده همگن و همسانگرد الاستیک (فولاد EN10270-P2، با مدول برشی 5/79 GPa) در نرم‌افزار آباکوس و با حل گر استاندارد انجام شد. آزمون تجربی فشار فنر با دستگاه IST-LT4، مجهز به نیروسنج و حسگر جابجایی، منحنی نیرو-جابجایی را تولید کرد که برای اعتبارسنجی نتایج تحلیلی و عددی استفاده شد. مقایسه نتایج نشان داد که مدل المان محدود به‌ویژه به دلیل مدل‌سازی اثرات غیرخطی هندسی و تماس اصطکاکی در حلق‌های غیرفعال با دقت 3/99%، در مقایسه با مدل تحلیلی (1/95%)، رفتار مکانیکی فنر را دقیق‌تر پیش‌بینی می‌کند. همچنین، المان‌های شش‌وجهی نسبت به المان‌های هرمی دقت بالاتری در شبیه‌سازی توزیع تنش و جابجایی ارائه کردند. این یافته‌ها بر برتری روش المان محدود و اهمیت انتخاب نوع المان مناسب تأکید دارد.