轉向系統強度分析的案例
轉向系統強度分析--轉向縱拉桿
轉向系統一般分為轉向操縱機構和轉向傳動機構。通常轉向系統的強度校核針對的是轉向傳動機構。轉向傳動機構指的是轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂、梯形臂和轉向橫拉桿等。
轉向結構
轉向縱拉桿一般要求小質量大剛度，通常縱拉桿應為直拉桿，但是考慮到布置要求，多數情況下縱拉桿為彎桿，這樣使得縱拉桿縱向剛度降低。
直拉桿一般按照壓桿穩定性校核
彎拉桿應計算彎曲應力和拉壓應力，合成后校核強度
常用工況
按原地阻力距計算，分為原地轉向，左右轉向工況。
極限工況
按轉向輪限位，轉向器輸出最大轉矩計算，分為左右轉向工況。
一般根據設計參數，利用材料力學公式，可以計算得到轉向縱拉桿的危險截面應力。理論計算結果如下所示。
理論計算
通常有限元的分析結果中的危險截面處的應力值要大于理論計算，這是因為理論計算忽略了桿的彎曲變形等因素，其應力相比仿真會小些。
來源：有限元探索
展開 基于RADIOSS的地鐵車轉向架構架的靜強度分析
本文運用Altair公司的HyperMesh軟件建立了地鐵車轉向架構架的有限元模型，并參照UIC 615-4和JIS E 4208標準對構架施加載荷，采用RADIOSS求解器求解構架在各附
加工況下的應力，完成了構架的靜強度分析。
36_基于RADIOSS的地鐵車轉向架構架的靜強度分析_馮大建.pdf
基于RADIOSS的地鐵車轉向架構架的靜強度分析
本文運用Altair公司的HyperMesh軟件建立了地鐵車轉向架構架的有限元模型，并參照UIC 615-4和JIS E 4208標準對構架施加載荷，采用RADIOSS求解器求解構架在各附加工況下的應力，完成了構架的靜強度分析。
36_基于RADIOSS的地鐵車轉向架構架的靜強度分析_馮大建.pdf
Adams轉向系統-轉向器
商用車上多用常流、轉閥、循環球式轉向器。轉向器的工作原理:當汽車轉向時,駕駛員對方向盤施加一個轉向力矩,通過中間軸傳遞給轉向器的輸入軸,此時轉向器的輸入軸(閥芯)在方向盤的力矩作用下克服扭桿彈簧產生一個相對閥套的角位移,然后轉閥一側閥口逐漸打開,一側逐漸關閉,形成壓力差,帶動轉向螺母依靠轉向傳動機構實現助力轉向。
Adams轉向系統中轉向器的連接及助力設置較為繁瑣,本文就商用車中轉向器的建模做一簡單介紹。
Adams轉向器主要運動副如下圖1所示:
1.輸入軸( input shaft)與轉向器支架( mts pitman mount.)一一旋轉副1;
2.轉向蝸桿(ball screw)與轉向器支架( mts pitman mount)一一旋轉副2;
3.齒條(rack)與轉向器支架( mts pitman mount)--移動副3。
4.考慮助力時，運動副1、2之間建立的耦合副失效，運動副2、3之間建立耦合副,如下圖2所示:
圖1 圖2
此時，輸入軸與轉向蝸桿之間添加扭矩( pts torsion bar,來模擬扭桿,如下圖3所示,扭桿中扭矩函數參考運動微分方程。運動副3添加助力( steering assist ),如下圖3所示。
圖3
Adams中轉向系統的助力曲線如下圖4所示,其中關鍵量為扭桿轉角( TORSION BAR)、扭桿轉矩( tbar torque)和壓力差。助力曲線數據可根據轉向器的靈敏性曲線以及力特性曲線（圖5）獲取。
圖4 圖5
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ANSA在機艙散熱分析前處理中對轉向系統簡化方法
ANSA在機艙散熱分析前處理中對轉向系統簡化方法
一. 概述
對發動機艙散熱采用模擬風洞試驗的CFD數值風洞方法，用Fluent軟件模擬分析。通過ANSA前處理對內部流場，包括散熱器，中冷器和冷凝器等通氣邊界進行簡化。由于底盤模型復雜，需對底盤部件做相應的簡化，包括轉向系統，空調散熱系統，前艙附件，進排氣系統，動力總成系統等，為流場分析提供可靠的有限元模型。本文主要用ANSA來簡化轉向系統模型。
二.轉向系統簡化
1.轉向系統用外表面簡化，局部細小特征可直接簡化，保留主要外部輪廓即可，內部無面或體結構，基本尺寸8~10mm。
簡化前
簡化后
2.萬向節可以直接用圓柱面簡化鏈接，所有內部結構直接簡化掉。
簡化前
簡化后
3.整個轉向系統只保留機艙里部分模型，均用外表面簡化，部分伸入乘員艙里的轉向系統模型以前擋板為分界可刪除。
簡化前整個轉向系統模型
簡化后整個轉向系統模型
4. ANSA在做CFD模型簡化時對補曲面，弧面，倒角等特征面高效準確，同時能快速生成高質量有限元網格，它也能為fluent提供了完美的接口。
展開 請教大神adams商用車轉向系統波動率分析教程
請教大神adams商用車轉向系統波動率分析教程
汽車轉向橋彎曲疲勞強度研究
摘要：提出了疲勞破壞是汽車轉向橋實際工作中主要存在的一個問題，對某型客車轉向橋進行了結構的改進設計，
并建立了其有限元分析模型，使用通用有限元分析軟件ANSYS進行了靜力及疲勞強度計算，在自行研制的液壓激振試
驗臺上進行了試驗驗證。有限元分析及試驗結果均表明，改進后的轉向橋疲勞強度能滿足使用要求
汽車轉向橋彎曲疲勞強度研究.pdf
電動助力轉向系統
概述
經緯恒潤自2006年成立EPS團隊以來，采用國際標準和技術，開發了針對低成本應用的匹配有刷電機的EPS和針對高端應用的匹配無刷電機的EPS，產品類型包括分體式和PowerPack兩種類型，功率范圍涵蓋20W至650W，支持的轉向系統類型包括管柱式CEPS、齒條式REPS、雙小齒輪式DPEPS，現已給國內外多名廠商提供配套產品與服務。
產品功能
? 隨速助力
? 主動回正
? 阻尼補償功能
? 摩擦補償功能
? 慣量補償功能
? 齒條端部保護功能
? 溫度保護
? 電機熱保護
? 高級補償功能
? 測風補償
? 中位補償
? 輔助駕駛/自動駕駛功能支持
? LKA
? SACC
? HWA
? TJA
? HWP
? TJP
? APA
產品優勢
? EPS產品系列全覆蓋
? 電機類型涵蓋有刷和無刷
? 產品結構包括分體和powerpack
? 功率范圍從220W至650W
? 提供支持L3/L4自動駕駛的冗余EPS產品
? 軟件采用標準AUTOSAR架構
? 支持集成第三方SWC，提供靈活的軟件方案
? 接口配置化，適用多種TAS傳感器類型
? 支持CAN/CANFD接口
? 支持Cybersecurity 硬件加密
? 產品開發滿足ISO 26262功能安全的產品開發流程
? 產品方案滿足ASIL-D的安全等級
配套客戶
展開 汽車轉向系統知識2
日本汽車轉向器的特點是循環球式轉向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發動機的各類型汽車，采用不同類型轉向器，在公共汽車中使用的循環球式轉向器，已由60年代的62.5%，發展到現今的100%了(蝸桿滾輪式轉向器在公共汽車上已經被淘汰)。大、小型貨車大都采用循環球式轉向器，但齒條齒輪式轉向器也有所發展。微型貨車用循環球式轉向器占65%，齒條齒輪式占35%。
綜合上述對有關轉向器品種的使用分析，得出以下結論:
·循環球式轉向器和齒輪齒條式轉向器，已成為當今世界汽車上主要的兩種轉向器;而蝸輪#0;蝸桿式轉向器和蝸桿肖式轉向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。
·在小客車上發展轉向器的觀點各異，美國和日本重點發展循環球式轉向器，比率都已達到或超過90%;西歐則重點發展齒輪齒條式轉向器，比率超過50%，法國已高達95%。
·由于齒輪齒條式轉向器的種種優點，在小型車上的應用(包括小客車、小型貨車或客貨兩用車)得到突飛猛進的發展;而大型車輛則以循環球式轉向器為主要結構。
循環球式轉向器特點
·循環球式轉向器的特點是:效率高，操縱輕便，有一條平滑的操縱力特性曲線。
·布置方便。特別適合大、中型車輛和動力轉向系統配合使用;易于傳遞駕駛員操縱信號;逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好。
·可以實現變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。中間位置轉向力小、且經常使用，要求轉向靈敏，因此希望中間位置附近速比小，以提高靈敏性。大角度轉向位置轉向阻力大，但使用次數少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉向力。由于循環球式轉向器可實現變速比，應用正日益廣泛。
·通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉向力，具有較大的強度和較好的耐磨性。并且該轉向器可以被設計成具有等強度結構，這也是它應用廣泛的原因之一。
·變速比結構具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。
展開 汽車轉向及懸架系統運動仿真
Adams建立整車底盤剛體動力學仿真模型，對轉向系統和懸架系統進行建模，根據硬點坐標設置相應的運動副。整車質心位置，設置整車質量和轉動慣量。
底盤部件
運動副
轉向管柱
轉動副
十字軸萬向節
虎克鉸
轉向器齒輪齒條
轉動副+滑動副（設置傳動比）
拉桿兩端球頭
球鉸
轉向節及擺臂球頭
球鉸
減震器
帶阻尼的彈簧
原地轉向仿真
車速為零，左右轉動方向盤至極限位置，然后回正，模擬原地轉向過程，輸出轉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動態轉向仿真
車速10km/h，左右轉動方向盤至極限位置，然后回正，模擬行駛過程中的動態轉向過程。
顛簸路面剛柔耦合仿真
顛簸路面行駛仿真模擬時，將懸架系統下擺臂替換為柔性件，可以分析路面沖擊對零件產生的應力。
展開 船舶轉向控制系統設計及仿真研究
來源：互聯網 作者：吳琦
關鍵字：船舶運動 PID控制 轉向模型
本文在傳統控制的基礎上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風浪等外界環境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統的可靠性及性能特點直接關系著航行的安全性和經濟性。從20世紀20年代PID控制應用于船舶航向控制以來，經過實踐的不斷積累和無數高科技人才的不斷探索與完善，其已經成為船舶航向控制領域最基本、最經典的方法。
船舶航向控制系統是一個非線性的、外界環境干擾復雜的系統，從理論上很難用一個精確的數學模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經過多年的摸索和完善可以極大程度的從經濟、環保等方面滿足現代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉向模型推導
在確定船舶模型的時候采用野本模型的原因主要是因為參數容易換算出深和航速的關系，但是由于二階模型在轉化為狀態空間模型時不便于加上非線性力以及風浪的干擾，于是我們采用野本的三階模型：
此三階模型公式為傳遞函數的形式，為了在將來的仿真過程中更為方便地添加非線性的風、浪等干擾，必須把傳遞函數的形式轉化為擁有三個自由度的狀態空間數學模型式，而轉化后的數學模型參數矩陣為：
將上述的的參數矩陣轉化為標準形式：
其中：
轉化為標準形式后，可以更為方便地加上非線性力和風浪的干擾。
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汽車轉向系統知識1
用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉向系統(steering system)。汽車轉向系統的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉向系統對汽車的行駛安全至關重要，因此汽車轉向系統的零件都稱為保安件。汽車轉向系統和制動系統都是汽車安全必須要重視的兩個系統。
汽車轉向系統分為兩大類:機械轉向系統和動力轉向系統。
完全靠駕駛員手力操縱的轉向系統稱為機械轉向系統。
借助動力來操縱的轉向系統稱為動力轉向系統。動力轉向系統又可分為液壓動力轉向系統和電動助力動力轉向系統，以及氣壓動力轉向系統。
簡介
機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源，其中所有傳力件都是機械的。機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機
轉向系統
構三大部分組成。
轉向操縱機構
轉向操縱機構由方向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。
轉向器
轉向器(也常稱為轉向機)是完成由旋轉運動到直線運動(或近似直線運動)的一組齒輪機構，同時也是轉向系中的減速傳動裝置。較常用的有齒輪齒條式、循環球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環球-齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。我們主要介紹前幾種。
1)齒輪齒條式轉向器
齒輪齒條式轉向器分兩端輸出式和中間(或單端)輸出式兩種。
兩端輸出的齒輪齒條式轉向器如圖4所示，作為傳動副主動件的轉向齒輪軸11通過軸承12和13安裝在轉向器殼體5中，其上端通過花鍵與萬向節叉10和轉向軸連接。與轉向齒輪嚙合的轉向齒條4水平布置，兩端通過球頭座3與轉向橫拉桿1相連。彈簧7通過壓塊9將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙嚙合。彈簧的預緊力可用調整螺塞6調整。當轉動轉向盤時，轉向器齒輪11轉動，使與之嚙合的齒條4沿軸向移動，從而使左右橫拉桿帶動轉向節左右轉動，使轉向車輪偏轉，從而實現汽車轉向。
展開 深度了解汽車的轉向系統結構
齒輪齒條式轉向系統
汽車轉向系統的功能就是按照駕駛人的意愿控制汽車的行駛方向。齒輪齒條式轉向系統（圖 19-1） 是現代轎車采用最多的轉向系統。齒輪齒條式轉向器（轉向機） 通過殼體兩端的螺栓固定在副車架上。其基本結構是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉向軸帶動小齒輪旋轉時，齒條便做直線運動。借助橫拉桿推動或拉動轉向節，使前輪實現轉向。
轉向系統的工作原理
轉向盤與轉向柱相連，因此當駕駛人轉動轉向盤時，轉向柱便跟著轉動。通過轉向節和轉向中間軸，轉向力矩傳遞至轉向器的輸入軸。輸入軸的轉動被齒輪齒條式轉向器轉換為往復運動或直線運動，推動或拉動轉向桿系及轉向節，使轉向輪（前輪） 偏轉一定角度。齒輪齒條式轉向系統的工作原理如圖 19-2 所示。轉向器是將旋轉運動轉化為直線運動（或近似直線運動） 的一組齒輪齒條傳動機構，同時起到減速增矩作用。
轉向管柱
轉向柱總成的結構如圖 19-3 所示。可調式轉向柱能調節轉向柱的傾斜度和伸縮量（即轉向盤高度），方便駕駛人調節至合適的駕駛姿勢。一旦發生撞擊，轉向盤、轉向管柱和防撞管會一起偏向儀表板。此時，防撞管會擠壓是轉向管柱，并通過潰縮機構吸收碰撞能量，保護駕駛人。
如圖 19-4 所示，轉向柱的支架靠兩個螺栓固定在模塊橫梁上，而轉向柱安裝支架用螺栓安裝在模塊橫梁上，同時轉向柱的支架也用螺栓固定在安裝支架上。因此，轉向柱的兩個安裝點相距較遠，具有較寬的基部空間，有利于保持轉向柱的穩定。
液壓助力轉向系統
液壓助力轉向系統使轉向操縱更加靈活、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向系統的結構如圖 19-5 所示。液壓助力轉向系統的特點在于通過發動機的傳動帶或電氣方式驅動轉向助力泵。從轉向助力泵輸出的轉向油流向轉向閥，轉向閥控制油壓并改變流向。
展開 轉向系統怠速振動控制方法研究
怠速激勵源、傳遞路徑、模態分布及
結構設計是影響轉向系統怠速振動水平的四個方面。本文分別對這四個方面進行了分析和舉
例說明。為轉向系統怠速振動設計提供了方法。
李利_轉向系統怠速振動控制方法研究.pdf
汽車電動助力轉向系統研究
在不同路面、不同載荷和不同行駛工況下，采用電動助力轉向裝置的汽車與使用液壓助力轉向裝置的汽車相比，在助力效果相近的前提下，前者具有良好的節能效果。
建立轉向系統仿真模型；利用建立的轉向系統仿真模型進行汽車在各種工況下的運動學、動力學及操縱穩定性分析計算；以P87LPC768微處理機為核心的控制單元開發；可靠性高，精度好，價格適宜的扭矩傳感器、車速傳感器等的設計與選配；建立準確適用的控制模型，設計快速有效的控制算法；電動機、離合器、轉向軸和減速機構等的設計與加工；電控裝置中電子線路的設計與制作；電動助力轉向裝置車中的布置、安裝與調試。
展開 