汽车转向管柱溃缩量设计
工程实践-汽车溃缩式转向柱的改进方案计划
汽车与交通学院课程大作业说明书课程名称: 车辆工程专业工程技能实践课程代码: 106010429题目:汽车溃缩式转向柱的改进方案计划年级/专业/班: 2012 级/车辆工程/汽设3班学生姓名: 张明银学号: 312012********* 开始时间: 2015 年 04 月 13 日完成时间: 2015 年 06 月 19 日学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总分（100）指导教师签名：年月日目录摘要 ···············································································错误!未定义书签。
1. 引言 ···········································································错误!未定义书签。
杜小辉_基于HyperWorks的汽车转向管柱静压溃性能分析
Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集基于 HyperWorks 的汽车转向管柱静压溃性能分析杜小辉 王则龙 邵俊健浙江吉利汽车研究院有限公司-1-Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集基于 HyperWorks 的汽车转向管柱静压溃性能分析 Static Compression Performance Analysis of Steering Column Based on HyperWorks杜小辉 王则龙 邵俊健 (浙江吉利汽车研究院有限公司工程分析部 CAE 科)摘按照乘用车转向管柱轴向静态压溃试验的试验 要: 分析转向管柱的性能和吸能机理，方法，利用 HyperMesh 软件建立吸能式转向结构的分析模型。
在此模型基础上进行转向管 柱静压溃仿真分析，计算输出压溃力与位移的关系曲线，并且与试验结果进行对比。
关键词: 转向管柱， 吸能式转向结构， 静压溃，仿真，HyperMesh Abstract: Analysis on the performance and principle of energy absorption of steeringcolumn. According to the test method for static axial compression of vehicle steering column, by building the impact analysis model of energy-absorbing steering assembly with HyperMesh, analysis on Static Compression, the crush force-displacement curve is calculated and analyzed. Then the analyzing result was compared with the test result.Key words: steering column, energy-absorbing steering assembly, static compression,simulation, HyperMesh1 概述汽车转向系统连接转向盘和车轮， 用来保持或改变汽车的行驶方向， 是驾驶员操纵汽车 的基本媒介。
转向管柱压溃力设计要点（汽车设计技术）
转向管柱压溃⼒设计要点（汽车设计技术）转向管柱压溃⼒设计要点：法规要求GB 11557—1998《防⽌汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》中，要求当汽车以48.3 ～ 53.1km/h 的速度撞击固定壁障时，⽅向盘的⽔平后移量≤ 127 mm；美国FMVSS 208 法规中规定，转向系统的最⼩临界压缩⼒不超过11.11 kN，⼀般最⼩临界压缩⼒在1.1 ～ 2.5 kNGB11557;GB11551;FMVSS208，CNAP⼀.⽓体发⽣器反作⽤⼒吸能转向柱临界压缩⼒必须⼤于⽓体发⽣器反作⽤⼒临界值（最⼤⼒），以⽀撑⽓囊起作⽤ ⼆.驾驶员头部对转向柱的冲击⼒（⽆安全⽓囊，普通安全带）F外x=4.54*a头x—F颈xF外z=4.54*a头z—F颈zF外=F外x+F外z（⽮量）试车试验后，HIC36需要满⾜法规，若要优化压溃⼒，则管柱压溃⼒设置成≤F外，⼀般≤3.5KNF外x，F外z假⼈头部x向和z向受到的外⼒，⽅向盘撞击⼒，kN4.54——HYBRIDⅢ型50th假⼈头部质量，kg；a头x，a头z——假⼈头部x 向和z向产⽣的加速度，m/s2；F颈x，F颈z——假⼈颈部在碰撞过程中受到的剪切⼒和张⼒，kN。
a头x，a头z，F颈x，F颈z在试验过程中可采集GB11551规定：HIC36 ≤1000三.驾驶员头部对转向柱的冲击⼒（安全⽓囊）安全⽓囊的作⽤可以保证对乘员头部的保护，此时吸能转向柱临界压缩⼒在设定时可以不考虑头部的碰撞影响，仅保护乘员胸部即可四.驾驶员胸部对转向柱的冲击⼒F1= Fcosθ（作为压溃⼒设计的上限值）F2= Fsinθ假⼈胸部与⽅向盘间沿x 向（⽔平⽅向）发⽣碰撞F——假⼈胸部与⽅向盘的碰撞⼒，kN；θ——转向柱的安装⾓，（º）F1——沿转向柱轴向使转向柱压缩吸能的分⼒，kN；F2——使转向柱向上弯曲的分⼒，kN。
F胸x合=—F带+F=m胸*a胸xF=18.73*a胸x+F带F1=（18.73*a胸x+F带）cosθF2=（18.73*a胸x+F带）sinθF胸x合——产⽣x向胸部加速度的⼒，kN；a胸x——胸部x 向加速度，m/s2；m胸——⼴义的胸部质量，为HYBRID Ⅲ型50th假⼈胸部的质量17.19 kg 和颈部的质量1.54kg 之和18.73kg；F 带——测量得到的安全带肩带⼒，由于其值为正，为了确保与加速度⽅向⼀致，代⼊后取反，kN。
杜小辉_基于HyperWorks的汽车转向管柱静压溃性能分析
Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集基于 HyperWorks 的汽车转向管柱静压溃性能分析杜小辉 王则龙 邵俊健浙江吉利汽车研究院有限公司-1-Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集基于 HyperWorks 的汽车转向管柱静压溃性能分析 Static Compression Performance Analysis of Steering Column Based on HyperWorks杜小辉 王则龙 邵俊健 (浙江吉利汽车研究院有限公司工程分析部 CAE 科)摘按照乘用车转向管柱轴向静态压溃试验的试验 要: 分析转向管柱的性能和吸能机理，方法，利用 HyperMesh 软件建立吸能式转向结构的分析模型。
在此模型基础上进行转向管 柱静压溃仿真分析，计算输出压溃力与位移的关系曲线，并且与试验结果进行对比。
关键词: 转向管柱， 吸能式转向结构， 静压溃，仿真，HyperMesh Abstract: Analysis on the performance and principle of energy absorption of steeringcolumn. According to the test method for static axial compression of vehicle steering column, by building the impact analysis model of energy-absorbing steering assembly with HyperMesh, analysis on Static Compression, the crush force-displacement curve is calculated and analyzed. Then the analyzing result was compared with the test result.Key words: steering column, energy-absorbing steering assembly, static compression,simulation, HyperMesh1 概述汽车转向系统连接转向盘和车轮， 用来保持或改变汽车的行驶方向， 是驾驶员操纵汽车 的基本媒介。
【图】解析豪情可溃缩式吸能转向管柱汽车转向系统
电子液压助力的电子泵， 用消耗发动机本身的动力，而且电子泵 由电子系统控制的， 需 要转向时，电子泵关闭，进 步减 能耗。电子液压助力转向系统的电子控制单元，利用对车速传 感器、转向角度传感器等传感器的信息处理，可以通过改变电子泵的流量来改变转向助力的力 度大 。 ● 电动助力转向
其实我觉得，这些内在的东西才 展示 个企业对品牌的对用户的负责表现，时刻都为用户安 慰着想。而并 用 些华而 实的东西来博人眼球。具体什么车就 说了， 会有人又在说我拉仇恨 了，今天重点说 汽车转向系统
我们平时开车，控制好方向盘就能让车往我们想要的方向行驶，很 会探究方向盘 如何使车 轮转向的。也经常听到“液压助力转向”、“电动助力转向”、“主动转向”这些名词，它们到底 如何 工作的？又有什么 同？ 面我们 起来了解 吧。 ● 何为助力转向?
好了，大家去消化吧。。。。。。
所谓助力转向， 指借助外力，使驾驶者用更 的力就能完成转向。起初应用于 些大型车 ， 用那么费力就能够轻松 完成转向。现在已经广泛应用于各种车型 ，使得驾驶更加轻松、敏捷， 定程度 提 了驾驶安全性。助力转向按动力的来源可分为液压助力和电动助力两种。
● 机械式液压助力转向 机械式液压助力系统主要包括齿轮齿条转向结构和液压系统(液压助力泵、液压缸、活塞等)
传统转向柱管
通常，汽车发生正面碰撞后，驾驶员会由于惯性原因直接撞向方向盘。在这种情况 ，由于 能溃缩变形，传统的转向管柱将直接 刺入驾驶室，对驾驶员的头部、胸部、腹部、 肢等造成致 命的伤害。
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汽车转向管柱溃缩量设计
一、溃缩结构选择
汽车转向管柱的溃缩结构应具有以下特点：
1.能够在冲击载荷下产生预定范围内的溃缩，以吸收能量并降低对乘员的冲击。
2.保证在正常使用条件下具有足够的强度和刚度，以提供稳定的转向性能。
3.能够在多次冲击下保持稳定的性能，以避免在多次事故中失效。
二、溃缩材料选择
汽车转向管柱的溃缩材料应具有以下特点：
1.具有较高的强度和韧性，以便在冲击载荷下能够吸收足够的能量。
2.具有较好的耐腐蚀性，以适应汽车使用环境。
3.具有较低的密度，以减轻转向管柱的总质量。
三、溃缩力学分析
汽车转向管柱的溃缩力学分析应包括以下内容：
1.分析在冲击载荷下，转向管柱的应力分布、变形情况以及能量吸收能力。
2.根据分析结果，优化转向管柱的结构设计和材料选择，以提高其溃缩性能。
3.预测转向管柱在正常使用条件下的强度和刚度，以确保其能够提供稳定的转向性能。
四、溃缩耐久性评估
汽车转向管柱的溃缩耐久性评估应包括以下内容：
1.通过试验和仿真分析，评估转向管柱在多次冲击下的性能稳定性。
2.测试转向管柱在不同温度和湿度条件下的性能表现，以评估其耐候性。
3.针对关键部位进行疲劳强度分析，以确定其能够承受长期使用中的交变载荷。
五、溃缩安全性验证
汽车转向管柱的溃缩安全性验证应包括以下内容：
1.通过模拟实际事故场景的试验，验证转向管柱在冲击载荷下的溃缩吸能效果。
2.对转向管柱进行安全性评估，包括对其在事故中对乘员保护效果的评价。
3.根据评估结果，优化转向管柱的设计，以提高其在事故中的安全性。
六、溃缩舒适性考量
汽车转向管柱的溃缩舒适性考量应包括以下内容：
1.在进行结构设计时，考虑对冲击载荷的缓冲效果，以降低对乘员的冲击。
2.选择具有良好手感的材料，以提供舒适的握感。
3.优化转向管柱与座椅的接触部分设计，以提高整体的舒适性。