基于可靠性的轉向節(jié)分析與優(yōu)化.pdf

1、轉向節(jié)是汽車轉向橋上的關鍵構件，和懸架、制動器及轉向系的重要部件相連，其功用主要是承載前部載荷，支承并帶動前輪繞主銷轉動而使汽車靈活轉向，確保汽車穩(wěn)定行駛并準確傳遞行駛方向。轉向節(jié)在汽車懸架系統(tǒng)中關鍵性的位置及特定的功用使其結構和形狀都很復雜，它的失效將使汽車立即失去轉向能力，后果嚴重。在汽車行駛時，轉向節(jié)承受著負載、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，還受到路況的隨機影響。因此對轉向節(jié)的可靠性研究及其優(yōu)化設計有

2、著重要的意義。
　　本文基于某汽車的雙橫臂前獨立懸架，針對其關鍵零部件轉向節(jié)的優(yōu)化設計問題，主要完成以下幾方面研究工作：
　　（1）動力學仿真分析。深入了解某汽車前獨立懸架的結構，根據(jù)其三維實體模型確定懸架系統(tǒng)的參數(shù)，建立懸架的動力學分析模型，進行動力學仿真，得到轉向節(jié)各工況的加載情況，以便進行轉向節(jié)的有限元分析。
　?。?）建立轉向節(jié)的有限元分析模型，完成對轉向節(jié)的靜力學強度分析。根據(jù)靜強度分析的結果表明轉向節(jié)滿足強

3、度要求，提取轉向節(jié)的應力、應變數(shù)據(jù)，對比分析為后續(xù)可靠性分析及優(yōu)化設計選擇出轉向節(jié)的危險工況。
　?。?）可靠性及靈敏度分析。確定影響轉向節(jié)可靠性的隨機因素，結合有限元分析結果對其進行可靠性分析；結合優(yōu)化目標對影響轉向節(jié)可靠性的隨機因素進行靈敏度分析，篩選出合適的設計參數(shù)，為后續(xù)轉向節(jié)優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　（4）轉向節(jié)的優(yōu)化設計。根據(jù)靈敏度分析篩選出的設計參數(shù)，以減輕重量為目標，滿足強度、剛度及幾何要求為約束條件，建立轉向