基于Workbench的某新能源汽车转向 拉杆连接强度分析

桂 军

(青岛天赢汽车底盘研究所，山东 青岛 266000)

随着新能源汽车产业的快速发展，新能源汽车所涉及的动力总成、底盘零部件及布置形式也发生了一定变化[1]。在行车过程中，转向系统是驾驶员最直接且接触时间最长的系统，转向系统的可靠性和稳定性对汽车操纵性和安全性有着非常重要的影响[2]。为了能更好地对某型新能源汽车转向系统进行研究，本文利用有限元分析软件ANSYS中的Workbench模块对转向系统中的转向器带转向拉杆总成进行强度分析。

1 转向系统结构分析

该新能源汽车转向系统选用齿轮齿条式转向器带转向拉杆总成，主要包括外拉杆带球销总成、转向内拉杆、连接座、转向齿条、转向器、壳体等部件[3]，如图1所示。图1中转向内拉杆与连接座为球绞连接，而另一侧转向齿条与连接座通过螺纹进行连接。在汽车行驶过程中，转向拉杆的球绞连接和螺纹连接部位不断受到转向力的作用，现利用有限元分析软件ANSYS对该部位的强度进行分析。

2 转向系统受力分析

根据该新能源汽车转向系统及前悬架系统的硬点坐标,在ADAMS/CAR中建立刚体多体动力学模型，并搭建虚拟试验台模拟转向工况[4]，如图2所示。

对螺旋弹簧刚度、减震器阻尼特性文件中的参数进行调整，其特性曲线分别如图3、图4所示。

图1 转向器带转向拉杆总成Fig.1 Steering gear with steering rod assembly

图2 虚拟试验台Fig.2 Virtual test bench

图3 螺旋弹簧刚度特性曲线Fig.3 Spring stiffness characteristic curve

图4 减震器阻尼特性曲线Fig.4 Damper damping characteristic curve

设置转向系统上、下转向极限分别为+355°、-350°；在满载情况下，左、右转向轮固定高度分别为+45 mm、-135 mm[5]。……