基于可靠性的轉(zhuǎn)向節(jié)分析與優(yōu)化.pdf

1、轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向橋上的關(guān)鍵構(gòu)件，和懸架、制動(dòng)器及轉(zhuǎn)向系的重要部件相連，其功用主要是承載前部載荷，支承并帶動(dòng)前輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)而使汽車靈活轉(zhuǎn)向，確保汽車穩(wěn)定行駛并準(zhǔn)確傳遞行駛方向。轉(zhuǎn)向節(jié)在汽車懸架系統(tǒng)中關(guān)鍵性的位置及特定的功用使其結(jié)構(gòu)和形狀都很復(fù)雜，它的失效將使汽車立即失去轉(zhuǎn)向能力，后果嚴(yán)重。在汽車行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)承受著負(fù)載、約束及路面?zhèn)鬟f的沖擊等多種載荷，這些載荷不僅隨工況不斷變化，還受到路況的隨機(jī)影響。因此對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)的可靠性研究及其優(yōu)化設(shè)計(jì)有

2、著重要的意義。
　　本文基于某汽車的雙橫臂前獨(dú)立懸架，針對(duì)其關(guān)鍵零部件轉(zhuǎn)向節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，主要完成以下幾方面研究工作：
　　（1）動(dòng)力學(xué)仿真分析。深入了解某汽車前獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其三維實(shí)體模型確定懸架系統(tǒng)的參數(shù)，建立懸架的動(dòng)力學(xué)分析模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，得到轉(zhuǎn)向節(jié)各工況的加載情況，以便進(jìn)行轉(zhuǎn)向節(jié)的有限元分析。
　?。?）建立轉(zhuǎn)向節(jié)的有限元分析模型，完成對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)的靜力學(xué)強(qiáng)度分析。根據(jù)靜強(qiáng)度分析的結(jié)果表明轉(zhuǎn)向節(jié)滿足強(qiáng)

3、度要求，提取轉(zhuǎn)向節(jié)的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)，對(duì)比分析為后續(xù)可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)選擇出轉(zhuǎn)向節(jié)的危險(xiǎn)工況。
　?。?）可靠性及靈敏度分析。確定影響轉(zhuǎn)向節(jié)可靠性的隨機(jī)因素，結(jié)合有限元分析結(jié)果對(duì)其進(jìn)行可靠性分析；結(jié)合優(yōu)化目標(biāo)對(duì)影響轉(zhuǎn)向節(jié)可靠性的隨機(jī)因素進(jìn)行靈敏度分析，篩選出合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，為后續(xù)轉(zhuǎn)向節(jié)優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　（4）轉(zhuǎn)向節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)靈敏度分析篩選出的設(shè)計(jì)參數(shù)，以減輕重量為目標(biāo)，滿足強(qiáng)度、剛度及幾何要求為約束條件，建立轉(zhuǎn)向