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汽车转向管柱溃缩滑动力有限元分析

文章来源:www.teesim.com

可溃缩式转向管柱

本站在“转向及悬架系统刚柔耦合仿真”这篇文章中,介绍了转向系统的主要部件。其中,转向管柱是安装在方向盘和转向传动轴之间的连接部件,主要用于固定方向盘、调节方向盘位置和传递扭矩等。下图是BMW某车型的电动助力转向系统(EPS)。

可溃缩式转向管柱,在车辆发生碰撞时可以溃缩吸能,起到缓冲作用,减少方向盘撞击驾驶员胸部造成的伤害。转向管柱溃缩后,长度缩短,方向盘与座椅之间的距离更远了,增加了逃生空间。

下图是某转向系统DVP型式试验中,关于转向管柱溃缩性能的试验方法和要求。(来源于网络公开资料)

转向管柱溃缩力有限元仿真

在转向管柱设计阶段,我们也可以通过有限元仿真分析,模拟压溃试验,了解溃缩力的大小。

下图展示了一种典型的可溃缩式转向管柱结构,上下柱管之间通过波纹圈过盈装配到一起。

在abaqus软件中,分别对每个零件设置相应的材料,设置接触面之间的摩擦系数。一端固定,另一端沿着轴线移动,模拟压溃试验,就可以得到压力-位移曲线。

从仿真输出的压力曲线可以看出,溃缩力在4200N左右,力值比较稳定。

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