某轻型车前桥用转向节有限元分析

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1、第53卷第4期农业装备与车辆工程2015年4月Vol．53第53卷第No．44期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGApril2015doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．04．010某轻型车前桥用转向节有限元分析121冯美波，郑钢，李秀波（1．262200山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司；2．255049山东省淄博市山东理工大学）［摘要］利用有限元分析软件Workbench对某轻型车前桥用转向节进行有限元分析，得出其在转向极限工况及侧滑极限工况下的应力分

2、布，为转向节的设计提供一定的理论参考。［关键词］转向节；转向极限；侧滑极限；有限元［中图分类号］U463．4［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(2015)04-0041-04FiniteElementAnalysisofSteeringKnuckleUsedinFrontAxleofLightVehicleFengMeibo1，ZhengGang2，LiXiubo1（1．ZhuchengYiheAxleCo．，Ltd．，ZhuchengCity，ShandongProvince262200，China；2．Shando

3、ngUniversityofTechnology，ZiboCity，ShandongProvince255000，China）［Abstract］FiniteelementanalysissoftwareWorkbenchisusedtoanalyzethesteeringknuckleusedinfrontaxleoflightvehiclewhenworkingonturntolimitandlateralslidingtolimit，anditsstressdistributionisobtained．Socertainth

4、eoreticalbasisforthedesignofsteeringknuckleisprovided．［Keywords］steeringknuckle；turntolimit；lateralslidingtolimit；finiteelement0引言转向极限工况及侧滑极限工况下的强度，本文首先对两种工况下整车相关零部件的受力进行理论转向节是汽车上重要的零部件之一，承担着计算，其次利用三维建模软件Solidworks绘制转转向和承载的双重任务，是汽车中结构较为复杂向节及相关零部件的三维模型，将其导入有限元的零件，它的机械性

5、能和可靠性直接关系到汽车分析软件ANSYSWorkbench中进行分析，最后得［1］的安全性能。文献［2］建立了不平路面、紧急制出转向节在两种工况下的应力。动、最小转向半径且不侧滑3种典型危险工况下转向节有限元模型，对转向节的3种典型危险工1理论计算况进行了力学分析，并基于Nastran对此转向节在1．1转向极限工况3种典型危险工况及组合工况的静强度进行了有此工况汽车前轮转角已达到最大限位角，方限元分析；文献［3］以某皮卡车车桥上的转向节为向机继续输出力矩，但转向节已不能转动。图1为研究对象，在对其进行受力分析的基础上，运用有转向

6、节与节臂的连接关系；图2为转向极限状态限元分析软件ANSYS对其进行了强度和变形分时转向节及节臂相对于地面的位置关系，其中P直析；文献［4］通过SolidWorks软件建立转向节的三为转向拉杆对节臂的作用力。维模型，利用Hyperworks有限元分析软件对某转已知整车方向机输出力矩为1000N·m，方向节三种工况下的受力情况进行了强度和变形的向机垂臂长度155mm，所以分析计算，并找到了该设计结构的薄弱环节，为改善设计质量，提高产品设计的有效性提供了依据。实际工作中，汽车在要发生侧翻的侧滑极限工况下，若转向节强度不足发生断裂破坏，

7、则可能造成车毁人亡的恶性事故，在此工况下转向节的强度至关重要。为研究某轻型车前桥用转向节在图1转向节与节臂的连接收稿日期：2015－02－03修回日期：2015－03－08Fig．1Connectionofsteeringknuckleandknucklearm42农业装备与车辆工程2015年P直2有限元分析由于有限元分析施加载荷的需要，转向工况对转向节及节臂的装配体进行分析，侧滑工况仅分析转向节。转向节及节臂材质均为40Cr，密度37870kg／m，弹性模量211GPa，泊松比0．277，屈服强度785MPa。图2转向极限状态转

8、向节与节臂相对于地面的位置2．1三维数模Fig．2Steeringknuckleandknucklearm’s利用三维建模软件Solidworks绘制转向节及positionrelativetothegroundonlimitstate节臂的三维模