方向盤(pán)轉(zhuǎn)向管柱相關(guān)資料

上傳人:水****8 文檔編號(hào):48685097 上傳時(shí)間:2022-01-13 格式:DOCX 頁(yè)數(shù):5 大?。?8.61KB
收藏 版權(quán)申訴 舉報(bào) 下載
方向盤(pán)轉(zhuǎn)向管柱相關(guān)資料_第1頁(yè)
第1頁(yè) / 共5頁(yè)
方向盤(pán)轉(zhuǎn)向管柱相關(guān)資料_第2頁(yè)
第2頁(yè) / 共5頁(yè)
方向盤(pán)轉(zhuǎn)向管柱相關(guān)資料_第3頁(yè)
第3頁(yè) / 共5頁(yè)

下載文檔到電腦,查找使用更方便

9 積分

下載資源

還剩頁(yè)未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《方向盤(pán)轉(zhuǎn)向管柱相關(guān)資料》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《方向盤(pán)轉(zhuǎn)向管柱相關(guān)資料(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 方向盤(pán)的構(gòu)成   1. 骨架,一般為鋅合金,或者鋁合金,現(xiàn)在有些生產(chǎn)廠家正在嘗試采用更廉價(jià)、更輕的鎂合金。骨架采用壓鑄生產(chǎn)。少局部廠家還在使用鋼材鈑金做骨架,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。   2. 發(fā)泡,發(fā)泡材料在發(fā)泡機(jī)中生成,生產(chǎn)時(shí)骨架固定在發(fā)泡機(jī)中   1和2組合起來(lái)就是最簡(jiǎn)單的方向盤(pán)了。 方向盤(pán) 3. 有些方向盤(pán)要求外表縫皮,國(guó)內(nèi)一般由工人縫制完成,   4. 有些方向盤(pán)要求有木料,使用專(zhuān)用機(jī)器將木片一層層疊積并最后上漆,   5. 有些方向盤(pán)的木料用假木代替,假木一般是用PP,ABS等塑料注塑完成,然后上水印   6. 方向盤(pán)上都會(huì)有和主駕駛氣囊DAB對(duì)應(yīng)的安裝

2、卡扣或螺釘孔   7. 有些方向盤(pán)上要求有喇叭觸點(diǎn),比擬簡(jiǎn)單的方式就是把喇叭觸點(diǎn)壓入骨架中,還有一種方式就是做一個(gè)喇叭觸點(diǎn)模塊并集成一局部電氣線束和電路板在上面   8. 有些方向盤(pán)要求有開(kāi)關(guān),主要位于spoke shell或者主氣囊兩側(cè),功能一般為電臺(tái),加減速,巡航,聲音,接 等。方向盤(pán)不僅要提供安裝卡扣,還要提供線束接口。 9. 方向盤(pán)下一般會(huì)有多功能開(kāi)關(guān)模塊,或者paddle shift,這時(shí)候,需要考慮電氣連接。 汽車(chē)轉(zhuǎn)向管柱支架有限元分析與結(jié)構(gòu)改良 李 寧 〔長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北 荊州 434023〕 摘要

3、:運(yùn)用有限元分析軟件,對(duì)某新型轎車(chē)的轉(zhuǎn)向管柱支架進(jìn)行了分析。有限元分析結(jié)論與實(shí)測(cè)情況相符,確認(rèn)原有管柱支架結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行改良。文章通過(guò)分析原有管柱支架的應(yīng)力分布情況,提出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改良方案,再用有限元分析法從眾多的備選方案找到最正確改良方案。改良后的管柱支架樣件經(jīng)裝車(chē)測(cè)試,到達(dá)使用要求,改善效果明顯。 關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)向管柱;有限元;結(jié)構(gòu);強(qiáng)度 中圖分類(lèi)號(hào):U464.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-0432〔2022〕-11-0244-2 0 前言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和汽車(chē)工業(yè)的開(kāi)展,汽車(chē)變得越來(lái)越普及。汽車(chē)轉(zhuǎn)向管柱作為駕駛員操控汽車(chē)的重要部件,其平安性和可靠性顯得尤為重要。在汽車(chē)行駛的過(guò)程

4、中,任何來(lái)自轉(zhuǎn)向管柱的異響、卡滯和變形過(guò)大都會(huì)給駕駛員造成很大的心理壓力,影響行車(chē)平安。 轉(zhuǎn)向管柱主要包括轉(zhuǎn)向軸總成、上柱管、管柱支架、緊定螺栓、拉脫鎖、下柱管、下支架、旋鉚銷(xiāo)軸、鎖定手柄等〔見(jiàn)圖1〕。轉(zhuǎn)向軸總成通常是上端加工有連接花鍵,用來(lái)安裝方向盤(pán);下端焊接有萬(wàn)向節(jié)總成,與轉(zhuǎn)向器連接,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向扭矩的傳遞。上、下柱管裝配在一起,通過(guò)管柱支架和下支架安裝在車(chē)架上。拉脫鎖與管柱支架通過(guò)注塑裝配在一起。 圖1 汽車(chē)轉(zhuǎn)向管柱外形示意圖 1.轉(zhuǎn)向軸總成 2.上柱管 3.管柱支架 4.緊定螺栓 5.拉脫鎖 6.下柱管 7.下支架 8.旋鉚銷(xiāo)軸 9.鎖定手柄 1 問(wèn)題提出 某新型轎車(chē)的轉(zhuǎn)向管柱

5、的原結(jié)構(gòu)如圖1所示。在轉(zhuǎn)向管柱試裝車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn),用力晃動(dòng)方向盤(pán),可以感覺(jué)到方向盤(pán)有較明顯的上下位移。當(dāng)一個(gè)體重約60kg的測(cè)試人員完全懸吊在方向盤(pán)上時(shí),可觀察到管柱支架的拉脫鎖安裝位內(nèi)側(cè)有明顯的永久變形。 由于我國(guó)現(xiàn)行的汽車(chē)轉(zhuǎn)向管柱總成標(biāo)準(zhǔn)中,沒(méi)有對(duì)該變形量的檢驗(yàn)方法和指標(biāo),因此,參考日本馬自達(dá)制定的?HM普力馬/福美來(lái)型轎車(chē)吸能轉(zhuǎn)向管柱軸總成性能試驗(yàn)方案書(shū)?和日本的三菱標(biāo)準(zhǔn)ES- X 23023?汽車(chē)轉(zhuǎn)向柱?[1],在轉(zhuǎn)向軸頂部〔即輸入端〕裝上方向盤(pán),沿垂直于軸線方向施加280N的靜載荷。測(cè)得方向盤(pán)中心點(diǎn)的位移為2.3mm,有較明顯的移動(dòng)手感.通過(guò)觀察和測(cè)量,可初步確定其原因?yàn)橹Ъ艿膹?qiáng)度和剛度

6、不夠。 2 管柱支架受力分析 整個(gè)轉(zhuǎn)向管柱在工作狀態(tài)下的力學(xué)模型可抽象為一個(gè)杠桿〔如圖1〕。旋鉚銷(xiāo)軸處為支點(diǎn)O;作用在方向盤(pán)上的力簡(jiǎn)化為集中力F,與O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2;管柱支架對(duì)轉(zhuǎn)向管柱的反力簡(jiǎn)化為集中力N,與O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1。建立平衡狀態(tài)下的力矩方程: FL2-NL1=0 可求得: 根據(jù)國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn),本研究確定試驗(yàn)載荷F=280N。根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)H=150mm;L1=105mm;L2=457mm,可求得集中力N=1218.7N。 3 原結(jié)構(gòu)有限元分析 3.1 模型簡(jiǎn)化 管柱支架結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜〔如圖2〕。支架翼板與立板焊接,拉脫鎖與翼板間通過(guò)注塑銷(xiāo)連接,彈簧掛孔處于翼板與立板焊縫

7、旁邊。通過(guò)分析其工作狀態(tài)和外載荷情況,在不影響分析結(jié)果的前提下,對(duì)模型作如下簡(jiǎn)化: 圖2 管柱支架分實(shí)體結(jié)構(gòu) 1.支架立板 2.彈簧掛孔 3.拉脫鎖 4.支架翼板 〔1〕不考慮管柱支架重力的作用。 〔2〕忽略焊縫的影響。 〔3〕忽略遠(yuǎn)離應(yīng)力集中區(qū)的復(fù)雜局部結(jié)構(gòu)影響。 〔4〕根據(jù)圣維南理論,將豎直方向的兩個(gè)安裝板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,同時(shí)將集中載荷換算為等效的面載荷[2]。 簡(jiǎn)化后的管柱支架的模型如圖3所示。 3.2 材料特性參數(shù) 用線彈性材料本構(gòu)模型模擬支架鋼材,管柱支架的材料為:SPHC熱軋鋼板,F(xiàn)B3.2〔PT.B〕1200〔EC〕;彈性模量:E=200GPa,泊松比:μ=0.3;屈

8、服極限:σS=410Mpa。 3.3 模型網(wǎng)格劃分 選用8節(jié)點(diǎn)solid92單元,以智能網(wǎng)格與局部加密的方法,將模型劃分為如圖3所示的網(wǎng)格。 圖3 管柱支架模型網(wǎng)格圖 3.4 載荷與約束 根據(jù)管柱支架受力分析,在轉(zhuǎn)向盤(pán)的中心施加280N的靜載荷,可轉(zhuǎn)化為管柱支架安裝板受到豎直方向的等效均布載荷7.6MPa。 由于拉脫鎖對(duì)支架的約束,限制了支架Y方向〔豎直方向〕的位移,所以,在安裝拉脫鎖區(qū)域施加UY約束。拉脫鎖的V面限制了支架在前后和左右方向的位移,因此在V面上施加全約束。 3.5 結(jié)果與分析 模型劃分網(wǎng)格后,施加約束和載荷,分析得到的結(jié)果如下: 圖4 合成應(yīng)力圖 最大合成應(yīng)

9、力出現(xiàn)在彈簧掛孔處〔圖4中MX處〕,其值為474MPa,大于材料的屈服強(qiáng)度〔σS=410MPa〕。支架的最大合成應(yīng)變?yōu)?.3mm,最大合成應(yīng)變出現(xiàn)在遠(yuǎn)離V型槽的局部。支架的應(yīng)變反映到轉(zhuǎn)向盤(pán)中心點(diǎn),其位移為2.27mm,與實(shí)測(cè)結(jié)果相符,說(shuō)明該有限元模型的分析結(jié)果是可信的。 該結(jié)構(gòu)的支架應(yīng)力集中情況明顯,在方向盤(pán)上280N負(fù)載的作用下,應(yīng)力集中的部位會(huì)產(chǎn)生塑性變形。因此,通過(guò)有限元分析可以認(rèn)定,原結(jié)構(gòu)的支架強(qiáng)度和剛度都不夠。 4 支架結(jié)構(gòu)改良與有限元分析 鑒于管柱支架原結(jié)構(gòu)不能滿足使用要求,有必要在不影響管柱及其相關(guān)部件裝配的前提下,對(duì)管柱支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良。改良可從以下方面進(jìn)行考慮: 〔

10、1〕支架翼板的厚度偏小是造成強(qiáng)度和剛度不夠的原因之一,可以通過(guò)適當(dāng)增加翼板厚度來(lái)改善結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。 〔2〕由于應(yīng)力集中點(diǎn)出現(xiàn)在彈簧掛孔處,因此,可以在不影響功能的情況下,將該彈簧掛孔到移出應(yīng)力大的區(qū)域,降低局部應(yīng)力。 〔3〕支架立板與翼板的連接長(zhǎng)度偏小,使得應(yīng)力集中在彈簧掛孔處。如果適當(dāng)增加連接長(zhǎng)度,可以使應(yīng)力分布趨于均勻。 〔4〕彈簧掛孔附近的圓角和直角也是造成該處應(yīng)力集中的因素之一,取消圓角和直角不但能緩解應(yīng)力集中,也能降低加工難度[3]。 〔5〕支架翼板左右兩端的翻邊應(yīng)力很小〔如圖2〕,而且加工比擬困難,可以將該處的翻邊直接省去。尤其是在增加翼板厚度的情況下,更有必要省去翻邊

11、。 綜合考慮管柱支架的安裝和連接、板材選用、沖模更改、工藝改善、本錢(qián)估算等各方面因素后,對(duì)管柱支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良。通過(guò)使用有限元分析軟件對(duì)大量備選方案進(jìn)行分析和調(diào)整,最終確定改良方案為:翼板厚度由3.2mm增加到4.8mm;彈簧掛孔后移25mm;支架立板長(zhǎng)度加長(zhǎng)10mm;彈簧掛孔旁的棱邊外移,直到與V槽口相連;支架翼板左右兩端不翻邊。改良后的支架結(jié)構(gòu)模型如圖5所示。 圖5 改良后的支架模型圖 通過(guò)對(duì)選定的改良方案進(jìn)行有限元模型建立、劃分網(wǎng)格、施加載荷和分析求解后,得到的分析結(jié)果如下: 圖6 合成應(yīng)力圖 最大合成應(yīng)力出現(xiàn)在兩邊V型槽口處〔如圖6中MX處〕,其值為275MPa,小于材料的

12、屈服強(qiáng)度〔σS=410MPa〕。支架的最大合成應(yīng)變?yōu)?.12mm,支架的位移反映到轉(zhuǎn)向盤(pán)中心點(diǎn),其位移為0.9mm,移動(dòng)的手感不明顯。 因此,改良后的支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度足夠,加工方便,能滿足平安使用要求。 5 結(jié)語(yǔ) ⑴本文采用有限元分析軟件,對(duì)某新型轎車(chē)的轉(zhuǎn)向管柱支架進(jìn)行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度和剛度不夠。有限分析結(jié)論與實(shí)測(cè)情況相符,因此確認(rèn)了原有管柱支架結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行改良。 ⑵通過(guò)分析原有管柱支架的應(yīng)力發(fā)布情況,提出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改良方案,再用有限元分析法從眾多的備選方案找到最正確改良方案。縮短了改型設(shè)計(jì)周期,節(jié)約了本錢(qián)。 ⑶改良后的管柱支架樣件經(jīng)裝車(chē)測(cè)試,剛度和強(qiáng)度均到達(dá)使用要求,變形情況

13、得到了明顯的改善。 參考文獻(xiàn) [1] 鄧飛.汽車(chē)轉(zhuǎn)向管柱總成標(biāo)準(zhǔn)的分析研究.汽車(chē)與船舶[J].2022,〔4〕:10-11. [2] 張洪信.有限元根底理論與ANSYS應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2022,2. [3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè):第三版[M].化學(xué)工業(yè)出版社, 1998. 作者簡(jiǎn)介:李寧〔1979-〕,男,長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院講師,研究方向:機(jī)械故障診斷、機(jī)械結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度。 最新 精品 Word 歡送下載 可修改

展開(kāi)閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號(hào):ICP2024067431號(hào)-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號(hào)


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺(tái),本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!