Modeling of a SFRC electric axle component for NVH simulation

This thesis deals with the analysis of the NVH performance of an e-axle mounting system. The project involves conducting a feasibility study to assess the replacement of the current aluminum support, featuring a dual-stage mechanical isolation, with a SFRC (Short Fiber Reinforced Composite) PEEK support equipped with a single stage of isolation. The function of the high frequency bushings would be substituted by the natural damping behavior intrinsic to the polymeric material, thus allowing the removal of an isolation stage. This is expected to result in weight reduction and sensible mitigation of high-frequency vibrations. The study primarily involves modeling the anisotropic elastic properties of PEEK through development of a FEM model of the support correlated with experimental data. Once the dynamic characterization of the polymer is completed, the filtering capabilities of the aluminum and PEEK support are numerically compared. The aim is to assess the feasibility and advantages of the novel PEEK-based solution.

Il presente lavoro di tesi analizza le prestazioni NVH del sistema di supporto di un assale elettrico. L’obiettivo del progetto consiste nel condurre uno studio di fattibilità per valutare la sostituzione dell’attuale supporto in alluminio, dotato di un doppio stadio di isolamento meccanico, con un componente in PEEK (polimero rinforzato a fibra corta) a singolo stadio di isolamento. La caratteristica smorzante intrinseca del materiale composito potrebbe consentire la rimozione delle boccole di alta frequenza, dando luogo ad una riduzione del peso e a una sensibile diminuzione delle vibrazioni di alta frequenza. Lo studio tratta inizialmente la modellazione dell’anisotropia elastica del PEEK. Questo viene effettuato mediante sviluppo di un modello FEM del supporto correlato con dati sperimentali. Una volta completata la caratterizzazione dinamica del polimero, le capacità di filtraggio del supporto in alluminio ed in PEEK vengono confrontate numericamente. Lo scopo dell’analisi concerne l’investigazione di benefici associati all’utilizzo del polimero.