汽車轉(zhuǎn)向盤的案例
汽車轉(zhuǎn)向盤知識.
轉(zhuǎn)向盤(Steering Wheel)即方向盤，是汽車、輪船、飛機(jī)等的操縱行駛方向的輪狀裝置。轉(zhuǎn)向盤一般通過花鍵與轉(zhuǎn)向軸相連。轉(zhuǎn)向盤它在駕駛員與車輪之間引入的齒輪系統(tǒng)操作靈活，很好地隔絕了來自道路的劇烈振動(dòng)。不僅如此，好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還能為駕駛者帶來一種與道路親密無間的感受。
簡介
駕駛員通過控制轉(zhuǎn)向盤，使汽車按照駕駛員的意圖保持或者改變運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)汽車發(fā)生正面碰撞交通事故時(shí)，無論是由于轉(zhuǎn)向盤的后移還是駕駛員前沖碰撞轉(zhuǎn)向盤，都能使駕駛員受到傷害，因此，轉(zhuǎn)向盤也是重要的保安部件。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向盤時(shí)應(yīng)滿足下述一些基本要求:
組成
轉(zhuǎn)向盤有輪轂、輻條、輪輞和墊塊組成，如圖所示。
轉(zhuǎn)向盤的輪轂、輪輞及輻條內(nèi)部通常由鋼、鋁合金、鎂合金或碳纖維制造內(nèi)芯。輪輻有1~4根。采用一根輻條時(shí)有利于觀察儀表。為保證轉(zhuǎn)向盤有足夠的剛性，必須采用增強(qiáng)材料，即內(nèi)芯。輪輻應(yīng)有足夠大的面積，以利于駕駛員的身體與轉(zhuǎn)向盤沖撞接觸時(shí)，能降低它們之間產(chǎn)生的碰撞力。但輪輻過多的轉(zhuǎn)向盤，雖然有足夠的強(qiáng)度和剛度，但對駕駛員能清楚地觀察儀表有不利影響。
轉(zhuǎn)向盤的輪轂部分設(shè)計(jì)有內(nèi)花鍵，用來與轉(zhuǎn)向軸上的花鍵配合并固定。
輪轂、輪輞、輻條與內(nèi)芯組成轉(zhuǎn)向盤骨架總成，骨架總成通過注塑成型或發(fā)泡成型等工藝組成轉(zhuǎn)向盤本體，對于高級轉(zhuǎn)向盤則在其外側(cè)再包一層皮革，其黏接或縫制幾乎全部為手工操作。也有在轉(zhuǎn)向盤本體上印制桃木花紋的。其外皮材質(zhì)及花紋是根據(jù)汽車整體的協(xié)調(diào)性、創(chuàng)新和機(jī)能決定的。
當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，從安全性考慮，不僅要求轉(zhuǎn)向盤應(yīng)具有柔軟的外表皮，起到緩沖作用，而且還要求轉(zhuǎn)向盤在撞車時(shí)，其骨架能產(chǎn)生一定變形，以吸收沖擊能量，減輕駕駛員受到傷害的程度。
轉(zhuǎn)向盤上都裝有喇叭按鈕，有些轎車的轉(zhuǎn)向盤上還裝有定速巡航與車載娛樂系統(tǒng)控制開關(guān)和撞車時(shí)保護(hù)駕駛員的安全氣囊。
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制動(dòng)抖動(dòng)引起的轉(zhuǎn)向盤振動(dòng)傳遞途徑分析<BR><FONT color=#ff0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-26 10:06:07被IF_THEN評為3星級，為發(fā)貼者加分60。</FONT><BR><FONT color=#ff0000><B>點(diǎn)評:</B></FONT><BR><Font color=#FF0000><B>PS:</B>該帖于2006-10-31 18:29:49被starliu編輯過。</Font>
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轉(zhuǎn)向軸的功用是將駕駛員作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力矩傳遞給轉(zhuǎn)向器，它的上部與轉(zhuǎn)向盤固定連接，下部與轉(zhuǎn)向器相連。轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過，支承在柱管內(nèi)的軸承和襯套上。有些轉(zhuǎn)向軸不但具有一定的剛度，還具有吸能功能，起到防傷作用。
概念簡介
語音轉(zhuǎn)向軸的功用是將駕駛員作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力矩傳遞給轉(zhuǎn)向器，它的上部與轉(zhuǎn)向盤固定連接，下部與轉(zhuǎn)向器相連。轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過，支承在柱管內(nèi)的軸承和襯套上。
設(shè)計(jì)要求
語音轉(zhuǎn)向軸總成是汽車轉(zhuǎn)向系的核心部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系著交通和人身安全，所以對轉(zhuǎn)向軸的設(shè)計(jì)有幾點(diǎn)要求。1、轉(zhuǎn)向軸應(yīng)該具有一定的剛度。確保將轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角傳遞到轉(zhuǎn)向器中；2、由于公路條件的改善、車速的提高以及道路安全法規(guī)日趨嚴(yán)格，轉(zhuǎn)向軸應(yīng)該具有吸能功能，起到防傷作用；3、轉(zhuǎn)向軸應(yīng)該具有較好的抗疲勞能力，確保其使用壽命。4、現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向軸除裝有柔性萬向節(jié)外，有的還裝有能改變轉(zhuǎn)向盤的工作角度（轉(zhuǎn)向軸的傳動(dòng)方向）和轉(zhuǎn)向盤的高度（轉(zhuǎn)向軸軸向長度）的機(jī)構(gòu)，以方便不同體型駕駛員的操縱。
結(jié)構(gòu)
語音如下圖所示的轉(zhuǎn)向軸結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，具有防傷作用，在乘用車上獲得了應(yīng)用。圖1 具有防傷作用的轉(zhuǎn)向軸上圖中想轉(zhuǎn)向軸分為兩段，上轉(zhuǎn)向軸的下端經(jīng)彎曲成形后，其軸線與主軸軸線之間偏移一段距離，其端面與焊有兩個(gè)圓頭圓柱銷的緊固板焊接，兩圓柱銷的中心線對稱于上轉(zhuǎn)向軸的主軸線。下轉(zhuǎn)向軸呈T字形，其上端與一個(gè)壓鑄件相連，壓鑄件上鑄有兩孔，孔內(nèi)壓人橡膠套與塑料襯套后再與上轉(zhuǎn)向軸呈倒鉤狀連接，構(gòu)成安全轉(zhuǎn)向軸。該軸在使用過程中除傳遞轉(zhuǎn)矩外，在受到一定數(shù)值的軸向力時(shí)，上、下轉(zhuǎn)向軸能自動(dòng)脫開，以確保駕駛員安全。
轉(zhuǎn)向器性能測試
語音在汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——“汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸總成性能要求及試驗(yàn)方法”（QC/T649-2000）中，規(guī)定了轉(zhuǎn)向軸的各項(xiàng)試驗(yàn)。
展開 
基于ANSYS的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓?fù)鋬?yōu)化仿真分析
摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化展開了仿真分析。首先，針對不同的工藝約束，建立了多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)，通過比較不同拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的區(qū)別和優(yōu)劣勢，選取了最優(yōu)的拓?fù)鋬?yōu)化建模方法。隨后，根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，建立了工程化結(jié)構(gòu)數(shù)模。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在所建立的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)下，得到了一種在工藝約束下最優(yōu)的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且該結(jié)構(gòu)具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，可為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞：ANSYS;汽車轉(zhuǎn)向節(jié);拓?fù)鋬?yōu)化;工藝約束;多目標(biāo)優(yōu)化;力學(xué)性能;
1 引言
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要部件，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響著汽車的操控性和安全性。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)通常采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試錯(cuò)方法，存在設(shè)計(jì)時(shí)間長、成本高、效率低等問題，同時(shí)難以滿足不同工況下的需求。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，基于拓?fù)鋬?yōu)化的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。在不同的工藝約束下，通過建立多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)，可以快速高效地得到優(yōu)化結(jié)果，有效提高轉(zhuǎn)向節(jié)的性能和質(zhì)量。此外，拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)還可以大幅減少設(shè)計(jì)時(shí)間和成本，提高設(shè)計(jì)效率和可靠性，同時(shí)降低產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
2 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化
2.1 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中非常重要的部件之一，主要起到連接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和輪轂的作用。其主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向操作傳遞到車輪，控制車輛的方向和行駛狀態(tài)。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)通常采用鑄造或鍛造的方式制造，形狀比較固定，存在一些設(shè)計(jì)上的局限性。而拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)則可以通過對結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的得到，進(jìn)一步提高汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的性能和質(zhì)量[1]。
2.2 拓?fù)鋬?yōu)化在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
拓?fù)鋬?yōu)化作為一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用。
展開 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)知識2
3種形式各有特點(diǎn)，發(fā)展較快，整體式多用于前橋負(fù)荷3~8t汽車，聯(lián)閥式多用于前橋負(fù)荷5#0;18t汽車，半分置式多用于前橋負(fù)荷6t以上到超重型汽車。
從發(fā)展趨勢上看，國外整體式轉(zhuǎn)向器發(fā)展較快，而整體式轉(zhuǎn)向器中轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)是發(fā)展的方向。
常見故障
方向跑偏
方向跑偏
方向跑偏表現(xiàn)為:在行駛中，感到汽車自動(dòng)偏向一邊，必須把方向盤用勁把住，才能保持正直的行駛方向。其原因是:左右輪胎氣壓不等;個(gè)別制動(dòng)蹄片刮摩制動(dòng)轂，或一邊車輪輪殼軸承過緊;個(gè)別鋼板彈簧折斷，兩邊鋼板彈力不均;前軸或車架彎曲;前輪定位失準(zhǔn)或兩邊軸距不等;轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套間隙左右不一，或橫拉桿兩邊球頭松緊調(diào)整不一;貨車貨物裝載不均。
方向擺頭
方向擺頭表現(xiàn)為:汽車在行駛中，感到兩前輪左右搖擺，方向盤難以掌握。其原因是:橫直拉桿球頭調(diào)整過松(彈簧折斷或調(diào)整間隙過大);轉(zhuǎn)向盤自由行程過大;轉(zhuǎn)向器滾輪與蝸桿嚙合間隙過大;蝸桿上下軸承間隙過大;轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套的間隙過大;前輪輪殼軸承裝配過松，或前輪輪輞失圓擺差過大;前輪定位失準(zhǔn)。
轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向沉重
轉(zhuǎn)向沉重表現(xiàn)為:讓行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，感到沉重吃力。其原因是:蝸桿的上下軸調(diào)整得過緊或軸承損壞;蝸輪和蝸桿嚙合過緊，轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向搖臂軸與襯套無間隙;轉(zhuǎn)向軸彎曲或管柱凹癟，互相刮碰;方向盤碰、磨管柱;轉(zhuǎn)向節(jié)上的推力軸承缺油或損壞;轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套裝配過緊或缺潤滑油;轉(zhuǎn)向節(jié)拉桿(直拉桿)螺塞旋得太緊，或拉桿接頭缺油;橫拉桿球頭調(diào)整過緊，或拉頭缺油;輪胎氣壓不足;前軸或車架彎曲，前輪定位失準(zhǔn)。
轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向不足
轉(zhuǎn)向不足
轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向不足表現(xiàn)為:在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)量不夠。其原因是:轉(zhuǎn)向搖臂裝在搖臂軸上的位置不當(dāng);轉(zhuǎn)向角限位螺栓調(diào)整過長;前軸前后竄動(dòng);循環(huán)球或轉(zhuǎn)向器扇形齒與蝸桿盒裝配位置不妥。
展開 【汽車儀表盤知識】
在汽車行駛過程中ASR指示燈一旦亮起，說明電控單元(ECU)已經(jīng)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)，駕駛?cè)藭?huì)感覺到轉(zhuǎn)向盤操縱沉重。根據(jù)ABS/ASR系統(tǒng)的工作原理，當(dāng)該系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，輪速傳感器信號的傳輸會(huì)中斷，使汽車上其他需要輪速信號才能正常工作的控制系統(tǒng) (例如轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng))同時(shí)受到影響，因此只有排除了 ASR的故障，轉(zhuǎn)向盤操縱沉重的現(xiàn)象才會(huì)隨之消失。
6 安全氣囊指示燈
安全氣囊系統(tǒng)(SRS)指示燈有3種顯示方法，一是 "SRS"字樣，二是"AIR BAG"字樣(1992年8月以前生產(chǎn)的豐田汽車)，三是"氣囊保護(hù)乘員"圖形。
SRS指示燈的主要功用是指示安全氣囊系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，同時(shí)具有故障自診斷功能。如果點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ON(或ACC)位置后SRS指示燈一直發(fā)亮，調(diào)取故障代碼又顯示正常，說明蓄電池(或SRS電控單元的備用電源)的電壓過低，但是SRS電控單元設(shè)計(jì)時(shí)未將此故障編成代碼存入存儲器，所以沒有故障代碼顯示，當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常約10s后，SRS指示燈將自動(dòng)熄滅。
由于SRS平時(shí)不使用，一旦使用之后就報(bào)廢，所以該系統(tǒng)不像汽車上的其他系統(tǒng)那樣在使用過程中表現(xiàn)出故障現(xiàn)象來，必須依靠自診斷功能找出故障原因，因此SRS的指示燈和故障代碼就成為最重要的故障信息來源和診斷依據(jù)。
7 危險(xiǎn)警報(bào)燈
危險(xiǎn)警報(bào)燈用于汽車出現(xiàn)重大故障或緊急情況時(shí)向其他車輛和行人發(fā)出警示。危險(xiǎn)警報(bào)信號的表示方式是前、后、左、右轉(zhuǎn)向燈同時(shí)閃爍。
危險(xiǎn)警報(bào)燈由獨(dú)立的開關(guān)控制，一般與轉(zhuǎn)向信號燈共用一個(gè)閃光器。當(dāng)接通危險(xiǎn)警報(bào)燈開關(guān)后，兩側(cè)的轉(zhuǎn)向指示燈電路同時(shí)接通，前、后、左、右轉(zhuǎn)向燈及儀表盤上的轉(zhuǎn)向指示燈同時(shí)閃爍。由于危險(xiǎn)警報(bào)燈電路將閃光器與蓄電池連接，因此危險(xiǎn)警報(bào)燈在點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉(OFF)和停車時(shí)也可以使用。
8 電瓶指示燈
顯示蓄電池工作狀態(tài)的指示燈。接通電門后亮起，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后熄滅。
展開 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的受力及疲勞分析仿真 ￥500
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)是指汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的重要組成部分，用于轉(zhuǎn)換駕駛員的轉(zhuǎn)向輸入，并將轉(zhuǎn)向力傳遞給車輛的輪胎。它通常包括轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向連接桿和轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)。汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的疲勞分析是為了評估和預(yù)測轉(zhuǎn)向節(jié)的使用壽命和可靠性，以確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。通過對汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的疲勞分析，可以提前發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，并采取相應(yīng)的措施來改進(jìn)設(shè)計(jì)、選擇更強(qiáng)度的材料或優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性和可靠性。
本案例基于一汽車轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)，基于COMSOL軟件中的固體力學(xué)模塊和疲勞分析模塊對其進(jìn)行了仿真計(jì)算，仿真結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
展開 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)知識1
例如，福克斯的EHPAS電子液壓系統(tǒng)由電腦根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速以及方向盤轉(zhuǎn)角等信號，驅(qū)動(dòng)電子泵給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助力。助力感覺非常的自然。因此很多人對福克斯方向的感覺相當(dāng)不錯(cuò)，轉(zhuǎn)向操控感覺可以說是隨心所欲。有些車也號稱采用電子助力，但是只是電機(jī)助力，沒有液壓輔助，容易產(chǎn)生噪音。助力效果也遠(yuǎn)不如?？怂惯@一類型的電子助力。
優(yōu)缺:能耗低，靈敏，電子單元控制，節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)功率，助力發(fā)揮比較理想
設(shè)計(jì)要求
1)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。
2)轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正能力。
3)在行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)。
4)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，應(yīng)使車輪產(chǎn)生的擺動(dòng)最小。
5)轉(zhuǎn)向靈敏，最小轉(zhuǎn)彎直徑小。
6)操縱輕便。
7)轉(zhuǎn)向輪傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。
8)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。
9)轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。
10)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車行駛方向的改變相一致。
正確設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，可以保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)向輪的自動(dòng)回正能力決定于轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)和轉(zhuǎn)向器逆效率的大小.合理確定轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)，正確選擇轉(zhuǎn)向器的形式，可以保證汽車具有良好的自動(dòng)回正能力。
轉(zhuǎn)向系中設(shè)置有轉(zhuǎn)向減振器時(shí)，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自振，同時(shí)又能使傳到轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯降低。
為了使汽車具有良好的機(jī)動(dòng)性能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車軸距的2~2.5倍。
轉(zhuǎn)向操縱的輕便性通常用轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)多少兩項(xiàng)指標(biāo)來評價(jià)。
轎車轉(zhuǎn)向盤從中間位置轉(zhuǎn)到第一端的圈數(shù)不得超過2.0圈，貨車則要求不超過3.0圈。
展開 汽車轉(zhuǎn)向及懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真
Adams建立整車底盤剛體動(dòng)力學(xué)仿真模型，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)進(jìn)行建模，根據(jù)硬點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)副。整車質(zhì)心位置，設(shè)置整車質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
底盤部件
運(yùn)動(dòng)副
轉(zhuǎn)向管柱
轉(zhuǎn)動(dòng)副
十字軸萬向節(jié)
虎克鉸
轉(zhuǎn)向器齒輪齒條
轉(zhuǎn)動(dòng)副+滑動(dòng)副（設(shè)置傳動(dòng)比）
拉桿兩端球頭
球鉸
轉(zhuǎn)向節(jié)及擺臂球頭
球鉸
減震器
帶阻尼的彈簧
原地轉(zhuǎn)向仿真
車速為零，左右轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤至極限位置，然后回正，模擬原地轉(zhuǎn)向過程，輸出轉(zhuǎn)向器齒條力變化曲線。（齒條力等于左右拉桿力之和）
車速10km/h動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向仿真
車速10km/h，左右轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤至極限位置，然后回正，模擬行駛過程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向過程。
顛簸路面剛?cè)狁詈戏抡?顛簸路面行駛仿真模擬時(shí)，將懸架系統(tǒng)下擺臂替換為柔性件，可以分析路面沖擊對零件產(chǎn)生的應(yīng)力。
展開 案例分享：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的通用疲勞分析
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)作為一種關(guān)鍵的轉(zhuǎn)向組件，擔(dān)負(fù)著連接轉(zhuǎn)向機(jī)與前輪的重要任務(wù)。在日常行駛過程中，轉(zhuǎn)向節(jié)會(huì)經(jīng)受著復(fù)雜的載荷和應(yīng)力，例如來自路面不平的沖擊力、轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力等。這些多元化的載荷會(huì)在轉(zhuǎn)向節(jié)上產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力分布，從而增加了轉(zhuǎn)向節(jié)發(fā)生疲勞破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
轉(zhuǎn)向節(jié)的疲勞損傷可能導(dǎo)致其斷裂或失效，從而危及行車安全，甚至可能造成嚴(yán)重的交通事故。因此，了解轉(zhuǎn)向節(jié)在何種條件下可能出現(xiàn)疲勞損傷，并據(jù)此制定預(yù)防措施，對于汽車的可靠性和耐久性至關(guān)重要。
為了保證汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的可靠性和耐久性，原點(diǎn)疲勞軟件對其進(jìn)行了全面的分析和評估：通過模擬各種日常行駛場景，分析轉(zhuǎn)向節(jié)在不同條件下的載荷和應(yīng)力狀態(tài)；結(jié)合材料特性和應(yīng)力疲勞分析模型，估算轉(zhuǎn)向節(jié)在不同工況下的疲勞壽命。對疲勞分析中發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)區(qū)域，可以進(jìn)行針對性的改進(jìn)和設(shè)計(jì)優(yōu)化，以提高轉(zhuǎn)向節(jié)的性能和耐久性。
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)疲勞壽命云圖
了解更多疲勞分析方案：
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深度了解汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛?cè)说囊庠缚刂?em>汽車的行駛方向。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（圖 19-1） 是現(xiàn)代轎車采用最多的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（轉(zhuǎn)向機(jī)） 通過殼體兩端的螺栓固定在副車架上。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。借助橫拉桿推動(dòng)或拉動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)，使前輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理
轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向柱相連，因此當(dāng)駕駛?cè)宿D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向柱便跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。通過轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向中間軸，轉(zhuǎn)向力矩傳遞至轉(zhuǎn)向器的輸入軸。輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)或拉動(dòng)轉(zhuǎn)向桿系及轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪（前輪） 偏轉(zhuǎn)一定角度。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖 19-2 所示。轉(zhuǎn)向器是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)（或近似直線運(yùn)動(dòng)） 的一組齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)起到減速增矩作用。
轉(zhuǎn)向管柱
轉(zhuǎn)向柱總成的結(jié)構(gòu)如圖 19-3 所示?？烧{(diào)式轉(zhuǎn)向柱能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱的傾斜度和伸縮量（即轉(zhuǎn)向盤高度），方便駕駛?cè)苏{(diào)節(jié)至合適的駕駛姿勢。一旦發(fā)生撞擊，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱和防撞管會(huì)一起偏向儀表板。此時(shí)，防撞管會(huì)擠壓是轉(zhuǎn)向管柱，并通過潰縮機(jī)構(gòu)吸收碰撞能量，保護(hù)駕駛?cè)恕?如圖 19-4 所示，轉(zhuǎn)向柱的支架靠兩個(gè)螺栓固定在模塊橫梁上，而轉(zhuǎn)向柱安裝支架用螺栓安裝在模塊橫梁上，同時(shí)轉(zhuǎn)向柱的支架也用螺栓固定在安裝支架上。因此，轉(zhuǎn)向柱的兩個(gè)安裝點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，具有較寬的基部空間，有利于保持轉(zhuǎn)向柱的穩(wěn)定。
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操縱更加靈活、輕便，而且能吸收來自不平路面的沖擊。齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 19-5 所示。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)在于通過發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)帶或電氣方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向助力泵。從轉(zhuǎn)向助力泵輸出的轉(zhuǎn)向油流向轉(zhuǎn)向閥，轉(zhuǎn)向閥控制油壓并改變流向。
展開 汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究
汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究
作者：張家港科技局 轉(zhuǎn)貼自：張家港科技信息網(wǎng)
成果簡介：
當(dāng)前，隨著汽車行駛速度的提高，人們對其操縱性、舒適性、安全性等各項(xiàng)性能的要求也越來越高，以改善汽車操縱穩(wěn)定性、安全性為主要目的，以汽車轉(zhuǎn)向為主要研究目標(biāo)的橫向運(yùn)動(dòng)控制正成為一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。
對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，主要可概括為轉(zhuǎn)向的靈敏性和操縱的輕便性，而這兩個(gè)要求是相互矛盾的。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向方式在選定參數(shù)，完成設(shè)計(jì)后，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能就確定了，不能再對其進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。因此傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向力與路感的關(guān)系較困難。
為克服這一缺點(diǎn)，日本、美國等近年來開發(fā)出了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)，以取代傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并已應(yīng)用在某些轎車上。EPS由電機(jī)提供助力，助力大小由電控單元(ECU)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與控制，故為助力特性的設(shè)置提供了較高的自由度，改善了汽車的操縱穩(wěn)定性。
主要優(yōu)點(diǎn)
反應(yīng)靈敏、迅速，轉(zhuǎn)向平穩(wěn)、精確，路感良好；質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)更緊湊，調(diào)整和檢測方便，不存在漏油問題；能減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗；具有良好的低溫工作性能；轉(zhuǎn)向操縱力特性能滿足不同對象的需要,只需更換軟件即可自由地設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向操縱力特性；能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對轉(zhuǎn)向系的擾動(dòng)，改善汽車的轉(zhuǎn)向特性，減輕汽車低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，提高汽車高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，進(jìn)而提高汽車的主動(dòng)安全性。
研究目標(biāo)及內(nèi)容：
本電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置裝車后，汽車轉(zhuǎn)向系的性能應(yīng)滿足國家頒布的“汽車操縱穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)”和其它行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
展開 MeshFree在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)分析中的應(yīng)用
背景介紹
轉(zhuǎn)向節(jié)作為汽車底盤的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，對汽車的行駛安全起到重要的作用。轉(zhuǎn)向節(jié)承受來自路面及車身的載荷，受力工況復(fù)雜。
各主機(jī)廠對轉(zhuǎn)向節(jié)的強(qiáng)度和疲勞性能要求很高。另一方面，由于轉(zhuǎn)向節(jié)多為鑄件或鍛件，本身結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜，網(wǎng)格劃分的工作量較大。所以，轉(zhuǎn)向節(jié)的強(qiáng)度分析對工程師的能力要求高。在轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)前期，快速評價(jià)設(shè)計(jì)方案通常是一件緊張而艱巨的工作。
本文，利用MeshFree對某轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行了強(qiáng)度分析并與傳統(tǒng)CAE結(jié)果進(jìn)行比較分析。轉(zhuǎn)向節(jié)模型如圖。
模型分析
將轉(zhuǎn)向節(jié)CAD數(shù)模導(dǎo)入MeshFree中，設(shè)置網(wǎng)格密度，效果如下圖:
詳細(xì)對比結(jié)果如下圖：
結(jié)論：
1、通過結(jié)果對比分析可知，兩者對變形模式和應(yīng)力分布趨勢的預(yù)測比較接近；
2、MeshFree整個(gè)分析過程簡單快速，將普通CAE一天的工作量提升到1小時(shí)完成;
3、最大位移及應(yīng)力存在一定差異，可能存在求解設(shè)置差異，需要對MeshFree做進(jìn)一步的學(xué)習(xí)研究；
展開 汽車儀表盤圖標(biāo)大全
10、剎車盤指示燈
該指示燈是用來顯示車輛剎車盤磨損的狀況。一般，該指示燈為熄滅狀態(tài)，當(dāng)剎車盤出現(xiàn)故障或磨損過渡時(shí)，該燈點(diǎn)亮，修復(fù)后熄滅。
11、手剎指示燈
該指示燈用來顯示車輛手剎的狀態(tài)，平時(shí)為熄滅狀態(tài)。當(dāng)手剎被拉起后，該指示燈自動(dòng)點(diǎn)亮。手剎被放下時(shí)，該指示燈自動(dòng)熄滅。有的車型在行駛中未放下手剎會(huì)伴隨有警告音。
12、水溫指示燈
該指示燈用來顯示發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)冷卻液的溫度，鑰匙門打開，車輛自檢時(shí)，會(huì)點(diǎn)亮數(shù)秒，后熄滅。水溫指示燈常亮，說明冷卻液溫度超過規(guī)定值，需立刻暫停行駛。水溫正常后熄滅。
13、發(fā)動(dòng)機(jī)指示燈
該指示燈用來顯示車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，當(dāng)打開鑰匙門時(shí)，車輛自檢時(shí)，該指示燈點(diǎn)亮后自動(dòng)熄滅，如常亮則說明車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了機(jī)械故障，需要維修。
14、轉(zhuǎn)向燈指示燈
該指示燈是用來顯示車輛轉(zhuǎn)向燈所在的位置。通常為熄滅狀態(tài)。當(dāng)車主點(diǎn)亮轉(zhuǎn)向燈時(shí)，該指示燈會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮相應(yīng)方向的轉(zhuǎn)向指示燈，轉(zhuǎn)向燈熄滅后，該指示燈自動(dòng)熄滅。
15、遠(yuǎn)光指示燈
該指示燈是用來顯示車輛遠(yuǎn)光燈的狀態(tài)。通常的情況下該指示燈為熄滅狀態(tài)。當(dāng)車主點(diǎn)亮遠(yuǎn)光燈時(shí)，該指示燈會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮，以提示車主，車輛的遠(yuǎn)光燈處于開啟狀態(tài)。
16、玻璃水指示燈
該指示燈是用來顯示車輛所裝玻璃清潔液的多少，平時(shí)為熄滅狀態(tài)，該指示燈點(diǎn)亮?xí)r，說明車輛所裝載玻璃清潔液已不足，需添加玻璃清潔液。添加玻璃清潔液后，指示燈熄滅。
17、霧燈指示燈
該指示燈是用來顯示前后霧燈的工作狀況，當(dāng)前后霧燈點(diǎn)亮?xí)r，該指示燈相應(yīng)的標(biāo)志就會(huì)點(diǎn)亮。關(guān)閉霧燈后，相應(yīng)的指示燈熄滅。
18、示寬指示燈
該指示燈是用來顯示車輛示寬燈的工作狀態(tài)，平時(shí)為熄滅狀態(tài)，當(dāng)示寬燈打開時(shí)，該指示燈隨即點(diǎn)亮。當(dāng)示寬燈關(guān)閉或者關(guān)閉示寬燈打開大燈時(shí)，該指示燈自動(dòng)熄滅。
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