7180型轿车转向节有限元分析
汽车转向节有限元分析—客车技术
轿车转向节有限元分析江迎春陈无畏（合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥 230009）摘要对某款轿车前悬架在三种工况下的受力情况进行分析，并利用PATRAN和NASTRAN有限元分析软件对该轿车的转向节进行了强度和变形的分析计算，找到了该结构设计的薄弱环节，为改进设计提供了依据。
关键词：转向节有限元分析应力和变形 NASTRAN中图分类号：文献标识码：Analysis of Automobile Steering Joint Based on NASTRANJIANG Yingchun Chen Wuwei(School of Mechanical and Automobile Engineering, Hefei 230009)Abstract: This paper analyze the necessary of the finite elements analysis apply for automobile. Makes finite element analysis for the steering knuckle of a certain type of car by using PATRAN and NASTRAN and calculates the knuckle’s stress and deformation characteristics. Points out the weak point of design in the original structure，which is regarded as the basis for improvement．Key words：steering joint; finite element analysis; stress and deformation; NASTRAN;1 概述汽车悬架对整车道路行驶动力学特性(如操纵稳定性、行驶平顺性等)有举足轻重的影响。
7180型轿车转向节有限元分析
目录摘要： (1)ABSTRACT: (2)1 引言 (3)2 前述 (5)2.1ANSYS软件简介 (5)2.1.1 有限元法简介 (5)2.1.2 ANSYS软件功能和技术特点功能 (5)2.1.3 ANSYS在机械工业中的应用 (7)2.2课题概述 (7)2.37180型轿车的参数 (10)2.4转向节的受力分析及其计算 (11)2.4.1 转向节受力分析 (11)2.4.2 转向节受力计算 (11)3 有限元分析过程 (14)3.1转向节有限元模型的建立 (14)3.2转向节有限元线性分析 (15)3.2.1 紧急制动工况 (15)3.2.2 侧滑工况 (18)3.2.3 越过不平路面工况 (24)结论 (29)致谢 (30)[参考文献] (31)7180型轿车转向节有限元分析摘要：转向节是汽车转向系统的重要结构件，它承受转向轮的负载以及路面通过转向轮传递来的冲击，同时还传递来自转向器的转向力实现对汽车行驶方向的控制，因此对其在强度、抗冲击性、疲劳强度以及可靠性方面都有很高的要求。
以7180型轿车转向节为例，根据给定车型的结构特点和转向节的相关结构参数，分析其受力情况，然后在紧急制动工况、侧滑工况、越过不平路面工况这三种工况下进行有限元分析计算,找出其中最薄弱的环节并提出相应的结构修改措施。
关键词：转向节、有限元、强度、分析Abstract:Steering knuckle is an important structural element of vehicle steeringsystem. It is to bear the load and the impact of road that passing through thesteering wheel. And also transfer power from the steering gear in order tocontrol the direction of car. Therefore its strength, impact resistance, fatiguestrength and reliability requirements are high. For example the 7180 carssteering knuckle, according to the structural characteristics of a given modeland related structural parameters of steering knuckle to analyze the force,performed finite element analysis and calculation in emergency brakingconditions, sideslip condition, over the uneven road surface condition ofthese three condition. Find out the weakest link and bring forward thecorresponding measures for the structural changes.Keywords: knuckle、finite element analysis、strength、analysis1 引言随着国民经济的蓬勃发展，汽车以一跃成为当前极为重要的交通工具。
某型转向器壳体的有限元分析及优化
某型转向器壳体的有限元分析及优化摘要：对某车型转向器壳体进行有限元分析，首先对壳体进行受力分析，计算出壳体所受各荷载，然后对壳体进行有限元分析，最后对壳体进行局部优化。
按有限元分析结果，对壳体安装孔局部进行了优化，提升了壳体结构的力学性能，对转向器的壳体设计提供了实际工程价值。
11、引言汽车转向机是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。
按照传动方式的不同，可以将转向机分为齿轮齿条式转向机、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器等[1]。
其中，齿轮齿条式机械转向器具有结构简单、制造方便、操作灵敏度高，寿命长等特点，因此当今中小型乘用汽车多采用齿轮齿条式机械转向器[2]。
齿轮齿条式转向器的工作原理是：在转向过程中，驾驶者通过方向盘施加一定的扭力，此时传感器收集到当前的扭矩和车速信号，经过转换后的电信号被传递给电子控制单元（ECU），ECU经过处理、分析，选择出合适的助力策略，并确定助力转矩的大小和方向，进一步反馈给电机输出电流，电机经离合器、减速机构将输出的转矩施加给主动力齿轮，进一步牵引转向齿条完成助力[3]。
齿轮齿条式转向器主要由壳体、小齿轮、齿条、横拉杆、传感器以及助力机构等组成。
其中，壳体是转向器中的关键零部件之一，在整个转向系统中不仅起到安装固定作用，还承受着齿轮齿条啮合产生的作用力和来自地面的冲击反力，所以对于转向机壳体的疲劳以及静强度有比较高的要求。
故在转向器的设计之初，需要对转向机壳体进行有限元分析，使得壳体能满足性能要求。
2、壳体受力分析本文所分析的壳体结构如图1所示。
壳体材料为ADC12，弹性模量70000MPa，泊松比0.33，密度为2.70×10-6Kg/mm3。
图1 壳体几何模型转向机壳体所受载荷来源于两部分：一部分来自齿轮齿条啮合产生的力，通过轴承作用到壳体上；另一部分来自齿条弯曲变形所产生的力，通过压块和齿条衬套传递到壳体上。
现分别对这两部分的力进行分析：小齿轮与齿条啮合产生三个方向的力，分别是：轴向力、径向力和切向力。
基于ANSYS Workbench的某汽车转向节的有限元分析
重力系数 g /(m·s-2)
动载系数 Kd
地面附着系数 φ
侧向滑移附着系数 ϕ
制动时前轴重量转移系数 ml
884
1 464
680
758
315
10
2.5
0.8
0.6
1.5
2.2.1 越过不平路面工况
越过不平整路面工况是发生频率最高的一种，汽
前驱转向桥，同时还采用了麦弗逊式的悬架机构以及中
车在有障碍的路面上行驶时，转向节所受到的冲击载
本文选择由优质中碳合金钢 40Cr 制成的转向节作为
研究对象，各物理量如表 1 所示[6]。
基金项目：广东省普高校特色创新类项目 （编号：2017KTSCX203）；广东理工学院校级项目 （编号：GZKZ202005）
收稿日期：2020－10－02
·110·
黄小娣：基于 ANSYS Workbench 的某汽车转向节的有限元分析
示，通过对转向节失效件进行化学研究分析、金相检查
等，得出转向节强度失效的主要原因。就研究转向节疲
劳强度的理论方法来看，目前我国主要使用的是梁弯曲
理论中的近似计算方法，这种方法多用于传统的材料力学
领域，而以有限元法为代表的数值计算方法是发展趋势。
本文基于 ANSYS Workbench 的有限元技术，依据汽
Abstract: Steering knuckle is an important part with complex force and changeable working conditions in the automobiles. Strength analysis
must be carried out before optimization design. In order to provide more effective strength analysis basis, the finite element model of the
转向驱动桥转向节臂的分析与改进
转向驱动桥转向节臂的分析与改进作者：张吉宏来源：《中国新技术新产品》2016年第24期摘要：应用有限元法对转向节臂进行结构分析。
针对所受承载力不足问题，文中提出新的改进措施，将转向节壳设计成具有转向节臂功能的结构。
结果表明，该转向机构具有结构简单，受力均匀，生产成本低等特点，实际使用完全满足设计要求。
关键词：有限元法；转向驱动桥；转向节臂Abstract： The finite element method is used to analyze the steering knuckle arm， and the calculation result is not satisfied. In this paper， an improved steering knuckle shell instead of the steering knuckle arm. The results show that the new steering mechanism has the characteristics of simple structure， uniform stress distribution， low production cost and so on. It can meet the design requirements in practical application.Keywords： finite element method； steering-drive axle； steering knuckle arm中图分类号：U463 文献标识码：A转向驱动桥有着转向和驱动两种功能。
既具有一般驱动桥的主减速器、差速器和半轴，也具有一般转向桥的转向节臂、转向节壳、主销等。
驱动时，主减速器将动力通过差速器总成、内半轴、外半轴、轮毂，最后传到轮胎，实现驱动。
转向时，转向连杆推拉转向节臂，转向节臂与转向节壳相连，从而带动转向节壳、转向节轴颈、轮毂和轮胎，完成转向。
汽车转向节有限元分析与优化设计的开题报告
汽车转向节有限元分析与优化设计的开题报告1. 研究背景随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高，汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的交通工具。
而汽车的安全性和舒适性一直是人们关注的重点。
汽车转向节是汽车悬挂系统中的一个重要组成部分，它直接影响汽车的操控性和行驶稳定性。
因此，对汽车转向节的性能进行分析和优化设计显得尤为重要。
2. 研究内容本研究拟通过有限元分析方法，对汽车转向节的受力、变形等性能进行分析。
并结合优化设计理论，对汽车转向节的结构和材料进行优化设计，以提高汽车转向节的性能和使用寿命。
具体内容包括：（1）汽车转向节的有限元建模；（2）汽车转向节的受力分析和变形分析；（3）汽车转向节结构和材料的优化设计；（4）仿真验证和实验验证。
3. 研究意义本研究的意义在于：（1）提高汽车转向节的性能和使用寿命，从而提高汽车的安全性和舒适性；（2）为汽车零部件的分析和优化设计提供思路和方法；（3）推广有限元分析在汽车零部件设计中的应用。
4. 研究方法本研究采用有限元分析方法，通过建立汽车转向节的有限元模型，对其受力和变形等性能进行分析。
优化设计采用模型确定法和响应面法相结合的方法，对汽车转向节的结构和材料进行优化设计。
仿真验证和实验验证采用相结合的方法，以验证优化设计的可行性和有效性。
5. 预期成果本研究的预期成果包括：（1）汽车转向节有限元分析模型的建立；（2）汽车转向节的受力和变形分析结果；（3）汽车转向节的结构和材料优化设计结果；（4）仿真验证和实验验证的结果。
6. 研究进度安排本研究的进度安排如下：（1）文献调研和理论学习：2个月；（2）汽车转向节有限元建模和仿真分析：3个月；（3）汽车转向节结构和材料的优化设计：3个月；（4）仿真验证和实验验证：4个月；（5）撰写论文和准备答辩：2个月。
7. 参考文献[1] 张三, 李四. 汽车转向节有限元分析与优化设计[J]. 机械工程师,2015(5):30-35.[2] Wang Y, Chen L. A study on optimization design of automobile steering knuckles [J]. Journal of Mechanical Engineering, 2019, 55(5): 154-161.[3] Y Zhang, X Liu. Structural optimization of automotive steering knuckle based on multi-objective particle swarm optimization [J].Journal Of Mechanical Science And Technology, 2018, 32(11): 5645-5653.。
转向节结构有限元分析_武一民
转 向节 圆 锥 轴上 装有一 对单 列 圆 锥滚 子 轴 承 使 转 向节 与前 轮毅 前 轮制动 器相 连 其 圆 锥 轴
、
。
。
端采 用 螺母 紧 固轴 承与 轮毅 这样 就 能 使 转 向节 承
受 来 自地面 的 支 承力 滚 动 阻 力 和 制 动 力
, , 、
,
其上 端 球 销 通 过纵 向 拉力 杆 与 车架 连 接 于 一 体 并 与整 车 相连 从而约束 了转 向节沿 X Y 方 向的 位移 和 转
,
车轮 上 的力 在将其 等效到转 向节轴 颈时 必 须加 上 由侧 向力 产生 的力 矩 由此 将侧 向力平 移 到转 向节
后 应 附 加 一 力矩
, ,
。
3
1 3
越 过 不 平路 面 工 况 此工 况 相 当于 车轮 受 到 冲击 载荷 时 的 工况 动
, , 。
载系 数 最 大 此 时 转 向节 只 受 到 法 向 反 作 用 力 的
型
。
车辆转 向 制 动 时 承 受 车辆 动 载 的 作 用
, , , 、
当使 用 工 况恶 劣时 其 受 力大 而复 杂 为此 对 其在 强 度 抗 冲
、
、
。
考 虑 到转 向节 实体特 征 本 模 型 直 接 采 用
, 。
S
L o
,
-
r 模 型 同时 采 用 四 面 体单 元 划 分 网 格 o
转 向节 有
产
,
,
=
保证其 使 用 的可 靠 性及 安 全 性 对 转 向节 零 部 件 进
下 面运用有限元方法对 其
2肠 CP a
泊松 比
n
二
汽车转向管柱的有限元分析
汽车转向管柱的有限元分析作者：唐琳来源：《科学与财富》2017年第30期摘要：运用有限元分析软件，对某新型轿车的转向管柱支架进行了分析。
有限元分析结论与实测情况相符，确认原有管柱支架结构需要进行改进。
文章通过分析原有管柱支架的应力分布情况，提出相应的结构改进方案，再用有限元分析法从众多的备选方案找到最佳改进方案。
改进后的管柱支架样件经装车测试，达到使用要求，改善效果明显。
关键词：转向管柱；有限元；分析随着社会经济和汽车工业的发展，汽车变得越来越普及。
汽车转向管柱作为驾驶员操控汽车的重要部件，其安全性和可靠性显得尤为重要。
在汽车行驶的过程中，任何来自转向管柱的异响、卡滞和变形过大都会给驾驶员造成很大的心理压力，影响行车安全。
转向管柱主要包括转向轴总成、上柱管、管柱支架、紧定螺栓、拉脱锁、下柱管、下支架、旋铆销轴、锁定手柄等。
转向轴总成通常是上端加工有连接花键，用来安装方向盘；下端焊接有万向节总成，与转向器连接，实现转向扭矩的传递。
上、下柱管装配在一起，通过管柱支架和下支架安装在车架上。
拉脱锁与管柱支架通过注塑装配在一起。
1 问题提出某新型轿车在转向管柱试装车时发现，用力晃动方向盘，可以感觉到方向盘有较明显的上下位移。
当一个体重约60kg的测试人员完全悬吊在方向盘上时，可观察到管柱支架的拉脱锁安装位内侧有明显的永久变形。
由于我国现行的汽车转向管柱总成标准中，没有对该变形量的检验方法和指标，因此，参考某轿车转向系统的相关标准，在转向轴顶部（即输入端）装上方向盘，沿垂直于轴线方向施加280N的静载荷。
测得方向盘中心点的位移为2.3mm，有较明显的移动手感.通过观察和测量，可初步确定其原因为支架的强度和刚度不够。
2 原结构有限元分析2.1模型简化管柱支架构比较复杂，支架翼板与立板焊接，拉脱锁与翼板间通过注塑销连接，弹簧挂孔处于翼板与立板焊缝旁边。
通过分析其工作状态和外载荷情况，在不影响分析结果的前提下，对模型作如下简化：不考虑管柱支架重力的作用；忽略焊缝的影响；忽略远离应力集中区的复杂局部结构影响；根据圣维南理论，将竖直方向的两个安装板结构简化，同时将集中载荷换算为等效的面载荷。
基于有限元分析的汽车转向拉杆安全稳定性分析
１．建立拉杆型
根据图样要求建立拉杆的模 型，因为本文主要研究的是转向直 拉杆中的拉杆部分的安全稳定性问 题，所以将模型简化，只建立其中
图１拉杆尺寸
７２谊骞ａ：艺■２０１６年第２期ＷＷＷ．ａｕｔ０１ ９５０．ｃｏｍ
万方数据
Ｄｉｇｉｔａｌｉｚｅｄ Ｆａｃｔｏｒｙ
Ｉ数字化工厂
计算结果分析
所有参数设置完毕后提交作 业分析，分析完成后生成可视化模
图２拉杆模型
要求
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块，其结果如图５所示。由结果图 可知其一阶屈曲模态值为３
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度为７．８×１０。６ｋｇ／ｍｍ３。根据上述内 容在软件中定义材料。 边界条件对模型的强度起着至
关重要的作用，在建立模型的边界
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根据屈曲理论，拉杆的各阶临界载 荷值是由各阶屈曲模态因子与软件
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给定载荷值的乘积得到，通常只关 注第一阶临界载荷值，所以软件分 析所得到的拉杆第一阶临界载荷值 为３
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条件时，必须与转向直拉杆的实际 工况相同，而在实际工况中转向拉 杆两端接头内是可绕自身轴向转动 的球销；在软件内将两个参考点与 拉杆设置耦合，然后根据转向直拉 杆的实际工况对两参考点施加边界
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Ｄｉｇｉｔａｌｉｚｅｄ Ｆａｃｔｏｒｙ
基于有限元分析的汽车转向拉杆安全稳 定性分析
口绍兴金江机械有限公司，谢卫亮沈亮
本文应用有限元分析软件，对汽车转
向拉杆进行安全稳定性分析，并为汽车转
基于有限元分析的汽车转向支持桥设计
基于有限元分析的汽车转向支持桥设计摘要我国作为一个发展中国家，汽车使用越来越多，而当前由于设计方案所限，不能精确地选择零部件的尺寸和结构，造成有的地方强度不够，而有的地方强度又过剩，严重地影响了产品的开发和设计，造成直接经济损失。
特别对于诸如转向支持桥等部件,因不能准确确定其失效原因和部位，造成不能从根本上解决其失效问题。
不同类型的货车在我国的市场中占有相当大的比例，他们的性能的好、坏在一定程度上也影响着汽车在市场上的地位。
针对以上问题，本设计选用汽车转向支持桥作为设计对象，通过有限元分析及合理的计算，结构设计，而达到汽车转向支持桥具有较好的转向灵敏性。
转向支持桥是汽车底盘的重要总成，它直接与转向系统和悬架等相联系，用来实现汽车的转向、前轮定位和支撑作用。
课题研究对象是后轮驱动汽车的转向支持桥，主要零件包括前梁、主销、转向节等，这些关键零部件的设计对整个转向支持桥性能具有很大的影响。
采用有限元技术研究这些关键零部件的静力学特性，对其结构进行优化设计，是非常重要和必须的。
在此基础上，再进行转向支持桥设计不但可以获得最佳的转向支持桥基本参数，还可以大大缩短转向支持桥总成开发周期、降低开发费用，提高设计质量，保证其设计的精确性。
通过本课题的研究学生可以完成理论课程的实践总结，掌握一种流行的设计方法和软件，获得一定的研究工作方法，提高科研工作素质。
本文主要的设计内容如下: （1）转向支持桥主要零部件的设计；（2）主要零部件的有限元分析与优化；（3）主要零部件的设计修正；（4）在CAE分析的基础上完成设计图纸。
关键词: 有限元，汽车，转向支持桥，转向节，主销ABSTRACTIn China, as a developing country, use more and more cars, and the current due to the limitation of design scheme, not precise choice of the size and structure of the parts, resulting in some local strength is not enough, and some local strength and excess, seriously affected the product development and design, the direct economic losses caused. Special for such as to support bridge components, because they can not accurately determine the failure cause and the site, resulting in not from fundamentally solve the failure problem. Different types of truck in China's market occupies considerable proportion, their performance is good, bad and will also influence the car's position in the market in a certain extent. In view of the above problems, the design of cars are chosen to support the bridge as the research object, through the finite element analysis and rational calculation, structure design, and reached the car to support the bridge has good steering sensitivity.To support the bridge is the important assembly. It is directly related to the steering system and suspension are associated, used to realize auto steering, front wheel alignment and support the role of the automobile chassis. Research object is a rear wheel drive car steering bridge support, include parts of the main beam, main pin, steering knuckle, and the key parts of the design on the whole to support the performance of the bridge has a great influence. The finite element technology research these key parts of static characteristics and to optimize the design of the structure is very important and necessary. On the basis of, to support bridge design can not only obtain the best to support basic parameters of the bridge, also can greatly shorten the steering support axle assembly development cycle and reduce development costs and improve design quality, guarantee the accuracy of the design. Students through the study of this topic can complete the practice of curriculum theory summary, master a popular design method and software, obtained certain research methods of work, improve the quality of scientific research work. The main contents of this paper are as follows:(1) design of the main parts of the steering support bridge;(2) finite element analysis and optimization of main parts;(3) the design of main parts and components;(4) complete the design drawings on the basis of CAE analysis.Key words: finite element, automobile, steering support axle, steering knuckle, main pin目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (4)1.1引言 (6)1.2转向支持桥的定义 (7)1.3转向支持桥的安装形式 (7)1.4 转向支持桥的结构 (8)1.4.1 转向支持桥的组成部分 (8)1.4.2 转向支持桥的结构及其影响因素 (9)1.5转向支持桥国内外研究现状与趋势 (10)1.6 本文的主要内容 (12)第二章转向支持桥设计计算 (14)3.1前桥的结构形式 (14)3.2 转向支持桥主要零件尺寸的确定 (14)3.3 转向从动桥前梁应力计算 (16)3.2.1 在制动情况下的前梁应力计算......................................... 错误!未定义书签。
转向节文献综述--有限元分析的发展及应用前景
转向节文献综述--有限元分析的发展及应用前景有限元分析的发展及应用前景1 有限元分析的发展及其思想1.1 有限元分析的发展历程20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地将其描绘为：“有限元法=Rayleigh Ritz法＋分片函数”，即有限元法是Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。
不同于求解（往往是困难的）满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz法，有限元法将函数定义在简单几何形状（如二维问题中的三角形或任意四边形）的单元域上（分片函数），且不考虑整个定义域的复杂边界条件，这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。
有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。
有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。
经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
1.2 有限元分析计算的思路和做法目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：有限元法、边界元法、离散单元法和有限差分法，就其广泛性而言，只要还是有限单位元法。
基于ANSYS的轿车转向节疲劳寿命分析
式中，!!６０为残留横摆角速度下限值，查标准轿车类为２．０°／ｓ；!!１００为残留横摆角速度上限值，查标准轿车类为０°／ｓ；!!为残留横摆角速度的试验值。
图９横摆角速度变化曲线可见高速回正性很理想，不需要再次对主销后倾角进行优化了。
５总结本文提出了前悬架参数的设计方法，根据同类车型先初选定位参数，然后按文中所述的方法利用ＡＤＡＭＳ优化。
不仅可以节省由于物理样机不断改变所需试验费用，而且可以缩短产品的开发周期。
由以上优化前后的结果对比可以看出，这种设计方法可以很好的减少轮胎的磨损，得到良好的转向回正性和转向盘受力特性，工程应用前景良好。
参考文献：［１］陈家瑞．汽车构造［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．［２］ＧＢＴ６３２３．４－９４，汽车操纵稳定性试验方法———转向回正性能试验［Ｓ］．［３］范成建．虚拟样机软件ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ应用与提高［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００６．［４］ＱＣＴ４８０－１９９９，汽车操纵稳定性指标限值与评价方法［Ｓ］．ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｎＯｆｆ－ｒｏａｄＶｅｈｉｃｌｅＦｒｏｎｔＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＱＩＡＮＬｉ－ｊｕｎ，ＬＩＵＧｕａｎ－ｄｕｏ，ＨＵＡＮＧＷｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｎｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｖｅｈｉｃｌｅｄｅｓｉｇｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅａｓｏｎａｂｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｄｏｐｔｓｖｉｒｔｕａｌｔｅｓｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓ，ｏｆｆ－ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅ’ｓｆｒｏｎｔｓｕｓｐｅｎ－ｓｉｏｎｓｕｂｓｙｓｔｅｍａｎｄｆｕｌｌｖｅｈｉｃｌｅａｓｓｅｍｂｌｙａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｅｓｔｓｏｆｒｅｔｕｒｎａｂｉｌｉｔｙｏｎｌｏｗｓｐｅｅｄ＆ｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｐａｒａｌｌｅｌｗｈｅｅｌｔｒａｖｅｌｔｅｓｔｒｕｎｉｎＡｄａｍｓ／ｃａｒ．ＤｕｒｉｎｇｔｈｉｓｃｏｕｒｓｅＡｄａｍｓ／Ｉｎｓｉｇｈｔｅｘｅｃｕｔｅｓｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｉｎｉｔｉａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｐｅｒｆｅｃｔｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｓｏｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｓｅｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．Ｂｅｓｉｄｅｓｉｔｓａｖｅｓａｌｏｔｏｆｍｏｎｅｙａｎｄｔｉｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｆｆ－ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅ；ｆｒｏｎｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ收稿日期：２００７－０７－２７轿车生产厂商在生产轿车时，都会对其零部件进行静强度设计，这样最终设计出来的零部件一般都会较好地满足静强度要求。
汽车车架简化模型有限元分析
汽车典型零部件简化模型有限元分析任务1：连杆简化模型的有限元分析1. 分析任务：对图一所示的连杆的二维简化模型进行有限元分析，确定该设计是否满足结构的强度要求；若强度不够，修改设计直至最大应力减小至材料允许的范围内。
在修改结构时，注意不可改变连杆小头衬套的内径和连杆大头的内径，也不可改变连杆各处的厚度和材料。
2. 分析所需数据：a．连杆采用两种材料，连杆本体用的是40Cr结构钢，左侧小头中的衬套用的是铜。
b．连杆杆身和大头的厚度为1.5mm，小头的厚度为3.0mm。
注意在杆身和小头的过渡处有R2.0的过渡圆角；c．连杆结构的其它尺寸如图二所示；d．施加在大、小头内壁上的边界条件用于模拟连杆与曲轴及活塞销的连接。
假定载荷分布在小头夹角为90º的内壁上，且为锥状分布；约束施加在连杆大头夹角为90º的内壁上；e．40Cr材料的弹性模量：210GPa；泊松比：0.3；屈服极限为：850MPa，设计安全系数为6；铜的弹性模量：120GPa，泊松比：0.33；屈服极限为：250MPa；设计安全系数为4。
3. 完成该分析应掌握的ANSYS技术：a．单元类型的选择；单元的尺寸控制；b．不同厚度和材料的二维实体建模；c．工作平面的灵活应用；d．按载荷和约束的要求分割线和面；e．模型参数（材料，实常数，单元类型号等）f．粘结、合并等布尔运算操作g．局部坐标系，旋转节点坐标系；h．线性分布载荷的施加；i．单元网格误差估计；j．Ansys 命令日志文件及其在修改设计中的应用；k．多窗口显示的功能4. 分析报告内容的基本要求：a.对分析任务的描述；列出分析所需数据：b.利用多窗口显示的功能绘出连杆的实体模型和网格模型，在模型上能反映出连杆各部位材料、厚度的不同；c.绘图反映连杆的边界条件；d.绘出对连杆原设计进行有限元分析后得到的变形图和应力等值线图；e.图示SEPC和SERR并说明有限元分析的建模误差；f.详细说明对不符合设计要求的结构所作的设计修改；及最终符合设计要求的计算结果；g.在分析中遇到的关键问题（在实体建模、网格剖分、边界条件施加等各个步骤中出现的）及解决的办法；h.整理命令日志文件，并在每个语句后添加说明（说明该语句的功能，说明前要加！号）。
转向节臂强度分析
关键词 ：强度分析 ；有限元法
Ｓ ｒ ｎｇ ｈ Ａｎａｙ ｉ ｆＳ ｅ ｒｎｇＫ ｎｕｃ ｌ ｒ ｔｅ ｔ ｌ ｓｓｏ ｔ ｅ ｉ ｋ ｅＡ ｍ
Ｈｕ ａ ・ｉｎ Ｌｉ ｃ ａ ｇ ｑ ｎ ｙ ｎ・ａ ｌ ｕ ｈ ｎ － ｉｇ －
Ｓｈａ ｎｘ ｅ ｙ Ｄｕ ｙＡ ｕ ｏ ｏ ｌ Ｌｔ ｎｓｉｕ ｅＡ ｕ ｏ ｏｔｖ ｇｉｅｅ ｉｇ ＆ Ｄ Ｘｉａ ７１ ０ ａ ｉＨ ａｖ ｔ ｔ ｍ ｂｉｅＣｏ． ｄ Ｉ ｔｔ ｔ ｔ ｍ ｉ ｅＥｎ ｎ ｒｎ Ｒ ’ｎ ０ ４３
・
设计 ・ 计算 ・ 究 ・ 研
转 向节臂强度分析
胡艳连 刘常青
（ 西重 型 汽 车 有 限公 司 ） 陕
摘
要 ：本文利用传统 的理论计算方法和有限元方法对某转 向节臂强度分别进行分析 ， 分析结果表 明强度满足
要 求 ，从 理 论 上 验 证 了转 向节 臂 设计 的合 理 性 ，为 设 计 提 供 了 理 论依 据 。
擦 力 矩 以及 转 向车 轮 的 自动 回正 力矩 所 形成 的
一 ．、 ／ — Ｊ ｌ
／
Ｌ ４
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、
ＡＡ —
阻力矩 。计 算公 式如 下 ：
＝
Ｍｉｇ・ 口＝１ ６ ・ ｆ・ ６． ６
Ｎ・ ｍ
＝ ．５ ｌ ０厢 ．
ｂ＝４ ５ｈ＝２ ０Ｌ＝７ ＝２ ｌ ９ ４Ｃ ９Ｌ ＝１ ０
口— — 与危 险截面 边长 比 ６有 关 的系数
口Ｉ
— —
，
取
内轮 的平 均转 角 ，１ 。； ７
—
Ｏ． ３。
口２
—
外轮 的平 均转 角 ，１ 。。 ５
计 算 得 ：
基于ANSYS的转向节有限元分析_陈黎卿
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图 ! 具有键的圆锥面过盈联接 的典型结构及其本尺寸
!#
较好的形式是圆锥面过盈联接和键的组合运用 $ 由圆锥
图!
具有键的圆锥面 过盈联接模型
!! :!";! " <=>!
式中 ’ !"+ 最小圆锥直径 #
!!+ 最大圆锥直径 # "+ 圆锥面结合长度 # ! + 圆锥半锥角 $
根据图 " 中的主要参数及其关系 " 利用 $*+,+ 的参 数 化 设 计 语 言 1 $?/@A 对 具 有 键 的 锥 面 联 结 进 行 参 数 化
!!"!#$ %&$’$"# (")&*+!+
有限元分析
基于 "#$%$ 的转向节有限元分析
陈黎卿 !! 谭继锦 "! 姜武华
"
"!# 安徽农业大学 工学院 ! 安徽 合肥 "$%%$&# "# 合肥工业大学 机械与汽车工程学院 ! 安徽 合肥 "$%%%’ $
摘
要 ’ 转向节是汽车车桥上的重要基础件 ! 其使用是否可靠直接关系到车辆的行驶安全性 & 文中以某皮卡车车桥上的
转向节为研究对象 " 在对其进行受力分析的 基 础上 " 运 用 有限 元 分 析软 件 $%&’& 对 其进 行 了 强度 和 变 形分 析 " 分 析结 果 表明转向节符合该车的使用要求 &
关键词 ’ 转向节 # 有限元 # 强度 中图分类号 ’$%&’! 文献标识码 ’$ + !""#, !!)""#+)"! 文章编号 ’(""!)!***
基于Nastran的汽车转向节危险工况有限元分析_李立友
第27卷第3期2010年3月机 电 工 程ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ.27Ｎｏ.3Ｍａｒ.2010收稿日期:2009-06-15作者简介:李立友(1982-),男,河北唐山人,主要从事有限元分析方面的研究.Ｅ-ｍａｉｌ:ｎａｍｅｌｉｌｉｙｏｏ@ｑｑ.ｃｏｍ通信联系人:李 芳,女,博士,副教授.Ｅ-ｍａｉｌ:ｌｉｆ1110@163.ｃｏｍ基于Ｎａｓｔｒａｎ的汽车转向节危险工况有限元分析李立友,李 芳,袁 旦(浙江工业大学车辆工程实验室,浙江杭州310014)摘要:为了分析某款车型转向节在穿过不平路面、紧急制动、最小转向半径且不侧滑3种典型危险工况下是否会出现静力破坏现象,建立了转向节有限元模型,对转向节的3种典型危险工况进行了力学分析,并基于Ｎａｓｔｒａｎ对此转向节在3种典型危险工况及组合工况的静强度进行了有限元分析。
有限元分析结果表明该转向节可以满足静强度要求。
关键词:转向节;有限元分析;应力;Ｎａｓｔｒａｎ中图分类号:Ｕ463.46;ＴＰ391 文献标识码:Ａ文章编号:1001-4551(2010)03-0038-04ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅｓｔｅｅｒｉｎｇｋｎｕｃｋｌｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎＮａｓｔｒａｎｕｎｄｅｒｄａｎｇｅｒｏｕｓｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＬＩＬｉ-ｙｏｕ,ＬＩＦａｎｇ,ＹＵＡＮＤａｎ(ＬａｂｏｆＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,Ｈａｎｇｚｈｏｕ310014,Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇａｔａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓｕｎｄｅｒｔｙｐｉｃａｌｄａｎｇｅｒｏｕｓｗｏｒｋｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｉｓｖｅｈｉｃｌｅｔｙｐｅ ｓｓｔｅｅｒｉｎｇｋｎｕｃｋｌｅ,ｓｕｃｈａｓｕｎｅｖｅｎｒｏａｄ,ｅｍｅｒｇｅｎｔｂｒａｋｉｎｇａｎｄｍｉｎｉｍａｌｔｕｒｎｉｎｇｒａｄｉｕｓｗｉｔｈｏｕｔｓｉｄｅ-ｓｌｉｐ,ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗａｓｍａｄｅ.Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｅｓｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇｋｎｕｃｋｌｅｕｎｄｅｒｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｄａｎｇｅｒｏｕｓｗｏｒｋｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ,ｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｔｅｅｒｉｎｇｋｎｕｃｋｌｅｕｎｄｅｒｔｈｅｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｄａｎｇｅｒｏｕｓｗｏｒｋｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＮａｓｔｒａｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｓｔｅｅｒｉｎｇｋｎｕｃｋｌｅｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｔｅｅｒｉｎｇｋｎｕｃｋｌｅ;ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ;ｓｔｒｅｓｓ;Ｎａｓｔｒａｎ0 引 言转向节是汽车上的重要零件,从功能上讲,转向节既是前桥(转向桥)转向的主要零件,又是前悬架与轮毂、车架(承载式车身)连接的关键零件,同时又是转向系传动机构的重要零件;从底盘的位置上讲,转向节是车桥、悬架和转向系传动机构三者交汇处的核心零件。
汽车转向节有限元分析与优化设计
汽车转向节有限元分析与优化设计
发表时间：2018-01-07T19:04:44.957Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：张军李玉超王绪霞
[导读] 摘要：转向节是汽车转向桥上的关键构件，和悬架、制动器及转向系的重要部件相连，其功用主要是承载前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车灵活转向，确保汽车稳定行驶并准确传递行驶方向。
河北御捷车业有限公司河北邢台 054800
摘要：转向节是汽车转向桥上的关键构件，和悬架、制动器及转向系的重要部件相连，其功用主要是承载前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车灵活转向，确保汽车稳定行驶并准确传递行驶方向。
在汽车行驶时，转向节承受着负载、约束及路面传递的冲击等多种载荷，这些载荷不仅随工况不断变化，还受到路况的随机影响。
因此对转向节的可靠性研究及其优化设计有着重要的意义。
关键词：汽车；转向节；优化设计
[3]郑羿方，肖广朋，李海辉.基于hyperworks的某客车车身结构有限元分析[J].汽车实用技术，2014（2）：38-41.。
基于Hyperworks某铸造式汽车转向节的有限元分析_赵甲运
2 转向节有限元模型的建立
根据厂家提供的 ＡＵＴＯＣＡＤ 图纸，利用 Ｓｏｌｉｄ－ Ｗｏｒｋｓ 软件建立其三维模型，通过接口程序转化为 ｐａｒａｓｏｌｉｄ 格式的文件，然后把转化后的文件导入到 ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ 中进行前处理。首先去掉一些过小的倒 角，对模型进行了一些简化的处理，既要使有限元 模型能够反映工程结构的主要特征，又要尽可能地 缩小解题规模。然后对模型进行二维网格划分，并 检查网格质量，最后再生成四面体三维网格，共生 成四面体单元 ８６３４８ 个，节点 ２０１９１ 个。生成的有 限元模型如图 １ 所示。
该转向节的材料为球墨铸铁 ＱＴ５００－７，弹性模 量 Ｅ＝１６０ＧＰａ，泊松比 ＝０．２８，密度 ＝７．３ｅ３ｋｇ／ｍ３。将材 料属性赋给转向节的有限元模型。
4 整车基本分析参数表
本文所研究的车型主要参数如表 １ 所示，根据 表 １ 的整车参数对模型进行了加载分析，并得出分 析结果，为优化和改进提供了理论基础。
表 １ 整车基本参数表
整车基本参数表
整车质量（ｋｇ）
１１００
轴距（ｍｍ）
２４００
后轮距（ｍｍ）
１４１０
后轴满载荷（ｋｇ）
４６０
后胎型号
１７５／６５ Ｒ１４
动载系数
某型轿车转向节机构设计分析
本科毕业论文（设计）题目：某型轿车转向节机构设计分析姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化院系：电子通信工程学院指导老师：职称学位：助教／硕士完成时间： 2017年4月教务处制本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。
毕业论文（设计）作者签名：日期：某型轿车转向节机构设计分析摘要本文的分析对象是某型轿车的转向节。
转向节是汽车主要零部件之一，面对着各种环境的考验，承受着来自各个方面的力。
它的静态特和动态特性关系到整车的行驶安全性。
因此我们不仅要研究静态特性，也要研究动态特性，可以为汽车设计提供有力的数据，具有重要的安全意义和经济实惠性。
本文的主要目的是在ANSYS中对汽车转向节做静力分析。
为此，我们应把转向节三维模型在PRO/E软件建立出来，通过在PRO/E中先要建立ANSYS10.0接口，并且将转向节的三维模型导入到ANSYS软件中进行有限元分析和研究。
最重要的对其三种工况进行分析，第一种紧急制动工况，第二种侧滑工况最后一种是越过不平路面工况等三种危险工况分别进行静力分析。
求解后，在ANSYS中查看其变形状况并获得最大位移、最大应力值和最大应变。
最后对该转向节进行疲劳状态下的有限元模态分析，得到疲劳强度分析结果。
实验结果表明该所设计转向节的疲劳性能较高，能满足工作要求。
关键词:转向节；有限元；PROE；ANSYS；结构静力分析；疲劳强度Structure design analysis of steering knuckles of a carAbstractThe The analysis object of this paper is the steering knuckle of a Commercial vehicle. Steering knuckle is one of the main parts of the car,Facing the test of various environment, bear the force from all aspects. Its jingtaite and dynamic characteristics are related to the vehicle driving safety. Therefore, we should not only study the static characteristics, but also study the dynamic characteristics, can provide powerful data for automobile design, has important safety significance and economic affordability.The main purpose of this paper is to do static analysis of automobile steering knuckle in ANSYS. Therefore, we should establish the three-dimensional model of the steering knuckle in pro / e software, establish the ansys10.0 interface first through the pro / e, and introduce the three-dimensional model of the steering knuckle into ANSYS software for finite element analysis and research. The most important three conditions are analyzed, the first kind of emergency braking condition, the second sliding mode the last one to traverse the uneven pavement condition and other three dangerous conditions of static analysis. After solving, the deformation status and maximum displacement, maximum stress and maximum strain are viewed in the / post1. Finally, the finite element modal analysis of the steering knuckle under fatigue state is obtained, the fatigue strength analysis results. The experimental results show that the fatigue performance of the designed steering knuckle is low, and can not meet the work requirements, and need to increase its fatigue strength.Key W ord:Steering Knuckle, Finite Element Method, Static Analysis ANSYS, PROE，Fatigue Strength目录1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 课题研究的目的与意义 (1)2 转向节的成型和结构 (3)2.1 转向节的成型 (3)2.2 转向节的结构 (3)3 转向节的三维建模和结构分析 (5)3.1 转向节三维模型的建立 (5)3.2 转向节的受力分析 (6)3.2.1 作用在转向节上的静载 (6)3.2.2 作用在转向节上的动载 (7)3.3 转向节有限元模型建立 (7)3.3.1 单元类型和有限元网格划分 (7)3.3.2 转向节材料和属性 (8)3.3.3 转向节有限元模型的受力和约束 (8)3.3.4 转向节受力危险工况 (10)3.4 计算结果分析 (19)4 转向节疲劳分析 (20)4.1 引言 (20)4.2 疲劳寿命的定义 (20)4.3 AYSYS处理疲劳问题的过程 (20)4.4 转向节的疲劳分析计算 (21)5 总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论转向节是汽车转向系统是否能够安全稳定工作的重要保障，汽车运行在不同工况过程中，它不仅仅承受来自于轴方向的负荷，尤其是在车辆在转向和制动过程中，转向节承受来自于汽车的动载荷[1] 。
转向节文献翻译--一种无摩擦接触问题的有限元方法
转向节文献翻译--一种无摩擦接触问题的有限元方法一种无摩擦接触问题的有限元方法摘要文章提出了一种新的解决包括整体可能经历一定的运动和变形的接触性问题的有限元方法。
这个方法是基于两结构接触性问题变成两个同时发生的问题的分解，最终结果是在几何学上而不是在离散的接触表面上。
一个表面接触单元是特定设计在无条件下，允许在两接触表面间进行一直的牵引动力的传输。
关键词：无摩擦性接触，大的变形，有限元1.引言有限元方法广泛应用在解决接触性问题上。
从完全的计算角度来看，接触性的检测和随后的强制性约束的实现是有待解决一般算法结构的发展的两个重要问题。
从康里和瑟瑞吉，禅和图巴的早期作品以后，很多方法论都在接触机械学的文献中被提出了。
一个相当广泛的在题目中的调查在参考书目中发现。
目前的工作是参与适合的解决在大的运动和变形的两机构的接触性问题有限元分析方法的发展。
这一类问题在许多实际应用中有特别重要的意义，如金属成形过程和车辆事故分析。
各种商业和科研计算机编码采用的算法，以解决这种问题。
拉格朗日算子方法和它们的规格化（罚数和增广的拉格朗日方法）是典型地被用在执行不可测知中。
工作性条件的集成方法的选择在线性动力平衡方面的微弱形式下与接触牵引动力有联系并在接触原理建设中起着关键的作用。
节点正交的使用包括一个（二个）点或一个（两个）基座或点和面的接触。
假设存在一些连续的接触表面，另外的整合法则也都是合适的。
根据两机构问题接近于连续的两同时发生问题，目前的文章的重要贡献是鉴定一般的程序。
像传统的双行程运算法则，两相互作用机构的表面被用来分析而不需要采用中间的接触表面(任意的被选择)。
提出的方法的重要优势与双程节点上表面的运算法则相比，如果允许一个一体化规则的简单解释用于接触面，并为可容许领域的适当选择，允许一个物体到另一个物体的连续压力的精确传播。
根据源于镣铐的工作中的斑贴试验，及其以后的概括，恒压（在大小和方向）的精确代表性的能力被看做是一个健全的必要条件和总体接触算法的收敛。
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目录摘要： (1)ABSTRACT: (2)1 引言 (3)2 前述 (5)2.1ANSYS软件简介 (5)2.1.1 有限元法简介 (5)2.1.2 ANSYS软件功能和技术特点功能 (5)2.1.3 ANSYS在机械工业中的应用 (7)2.2课题概述 (7)2.37180型轿车的参数 (10)2.4转向节的受力分析及其计算 (11)2.4.1 转向节受力分析 (11)2.4.2 转向节受力计算 (11)3 有限元分析过程 (14)3.1转向节有限元模型的建立 (14)3.2转向节有限元线性分析 (15)3.2.1 紧急制动工况 (15)3.2.2 侧滑工况 (18)3.2.3 越过不平路面工况 (24)结论 (29)致谢 (30)[参考文献] (31)7180型轿车转向节有限元分析摘要：转向节是汽车转向系统的重要结构件，它承受转向轮的负载以及路面通过转向轮传递来的冲击，同时还传递来自转向器的转向力实现对汽车行驶方向的控制，因此对其在强度、抗冲击性、疲劳强度以及可靠性方面都有很高的要求。
以7180型轿车转向节为例，根据给定车型的结构特点和转向节的相关结构参数，分析其受力情况，然后在紧急制动工况、侧滑工况、越过不平路面工况这三种工况下进行有限元分析计算,找出其中最薄弱的环节并提出相应的结构修改措施。
关键词：转向节、有限元、强度、分析Abstract:Steering knuckle is an important structural element of vehicle steeringsystem. It is to bear the load and the impact of road that passing through thesteering wheel. And also transfer power from the steering gear in order tocontrol the direction of car. Therefore its strength, impact resistance, fatiguestrength and reliability requirements are high. For example the 7180 carssteering knuckle, according to the structural characteristics of a given modeland related structural parameters of steering knuckle to analyze the force,performed finite element analysis and calculation in emergency brakingconditions, sideslip condition, over the uneven road surface condition ofthese three condition. Find out the weakest link and bring forward thecorresponding measures for the structural changes.Keywords: knuckle、finite element analysis、strength、analysis1 引言随着国民经济的蓬勃发展，汽车以一跃成为当前极为重要的交通工具。
由于现代社会对环境保护及能源越来越重视，各个汽车制造公司都在研制生产能源消耗少、污染小甚至无污染的新型汽车。
改进汽车设计，特别是改进汽车结构件的设计以及采用可以减轻汽车的总质量而又不影响汽车的可靠性、舒适性、操纵稳定性和车身内部空间的新材料是解决这一问题的重要途径。
长期以来，汽车产品的结构设计都是建立在经验的积累和大量的实验数据的基础上的。
虽然有一些理论的分析方法，但却难以应用到复杂的汽车结构设计中。
随着汽车更新速度的逐步加快和开发周期的日益缩短，以及对低能耗环保汽车的要求，结构工程师需要采用现代汽车设计方法及技术来进行汽车产品的开发。
本次毕业设计的主要目的是为了让我们对汽车零部件的更深层次了解，对现代汽车设计方法及技术来进行汽车产品的开发的了解，更是让我们对本科四年来所学知识的一个巩固和综合运用，一方面为我们在今后的学习中培养独立自学的能力，另一方面为我们在将来的工作和发展前途中打下良好的坚实的技术基础。
随着改革开放以来，中国汽车业的不断发展和完善，桑塔纳这个由德国大众命名的车系在竞争激烈的世界汽车市场上刮起旋风。
这就像他的名字一样——桑塔纳是美国峡谷的一种飓风的名称。
从1983年第一辆桑塔纳诞生到1994年桑塔纳2000投放市场再到2004年桑塔纳3000的上市，这些都是桑塔纳轿车质的飞跃。
在2003年全国轿车产销量超过了195万辆，而上海大众再次占据头把交椅，以破记录的39.6万辆的年销量和破记录的40万辆的产量继续领跑中国汽车市场。
桑塔纳的性能价格比更是成为市场上重实惠、重性能的用户的首选，在其企业的产品销量中占到半壁江山，成为企业维护市场份额的重要基石。
在2004桑塔纳3000的上市中，上海大众更是推出了经典、舒适、豪华手动挡和自动挡5款车型供客户选择。
与此同汽车业的竞争压力也愈加剧烈，舒适、安全、环保、节能成为汽车的时代主题，就安全性能方面来讲，越来越多的试验和分析软件被使用到汽车的性能检测上来。
目前而言轿车生产厂商在生产轿车时都会对其零部件进行静强度设计分析，以确保零件的安全性能，另外，轿车在行驶过程中，零部件要受到各种交变载荷，在这种交变载荷的反复作用下，会发生裂纹萌生和扩展并导致突然断裂，这就是疲劳破坏，在技术改进和研究开发中，了解这种破坏形式对车辆零部件的强度影响作用具有极其重要的意义。
因此ANSYS软件在汽车零部件的强度分析中被广泛使用。
目前国内外汽车的零部件均采用有限元分析的方法验证其在各种工况下的可靠性。
在进行7180型轿车转向节有限元分析毕业设计的过程中，我首先体验了搜集资料的重要性，而后我认识到应熟悉使用CATIA和UG等软件进行实体造型的过程，最重要的是熟悉利用ANSYS软件进行有限元分析的应用，掌握对转向节等重要结构件进行结构分析的过程，并且找出其薄弱环节，提出优化和改进其结构的措施以提高它的强度和刚度，这不仅能够提高转向节的性能，更加能够提高整个汽车的质量和安全性能。
由于我的水平有限，设计中存在缺陷和错误在所难免，敬请广大读者以及业内人士专家批评指正。
2 前述2.1 ANSYS软件简介2.1.1 有限元法简介有限元法是将连续体理想化为有限个单元集合而成，这些单元仅在有限个节点上相连接，亦即用有限个单元的集合来代替原来具有有限个自由度的连续体。
由于有限单元的分割和节点的配置非常灵活，它可适应于任意复杂的几何形状，处理不同的边界条件。
单元有各种类型，包括线、面和实体或称为一维、二维和三维等类型单元。
节点一般都在单元边界上，单元之间通过节点连接，并承受一定载荷，这样就组成了有限单元集合体。
在此基础上，对每个单元假设一个简单的位移函数来近似模拟其位移分布规律，通过虚位移原理求得每个单元的平衡方程，即是建立单元节点力和节点位移之间的关系。
最后把所有单元的这种特殊关系集合起来，就可建立整个物体的平衡方程组。
考虑边界条件后解此方程组求得节点位移，并计算出个单元应力。
有限元的基本思想是“分与合”，分是为了划分单元，进行单元分析，合则是为了集合单元，对整体结构进行综合分析。
无论对什么样的结构，有限元分析过程都是类似的。
基本步骤为：（1）研究分析结构的特点，包括结构形状与边界、载荷工况等；（2）将连续体划分成为有限单元，形成计算模型，包括确定单元类型与边界条件、材料特性等；（3）以单元节点位移作为未知量，选择适当的位移函数来表示单元中的位移，再用位移函数求单元中的应变，根据材料的物理关系，把单元的应力也用位移函数表示出来，最后将作用在单元上的载荷转化为作用在单元上的等效节点力，建立单元等效节点力和节点位移的关系，这就是单元特性分析；（4）利用结构力的平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构重新连接起来，集合成整体的有限元方程，求解节点位移。
2.1.2 ANSYS软件功能和技术特点功能ANSYS软件是集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元商用分析软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、电子、造船、汽车交通、国防工业、土木工程、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。
该软件能实现多场及多场耦合功能，集前后处理。
分析求解及多场分析于一体，独一无二的优化功能，唯一具有流场优化功能的CFD软件，具有强大的非线性分析功能，具备快速求解器，最早采用并行计算技术的FEA软件，可进行智能网格划分，具有多层次多框架的产品系列，并具备良好的用户开发环境。
ANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。
前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具。
ANSYS程序提供了两种实体建模方法：自顶向下与自底向上。
自顶向下进行实体建模时，用户定义一个模型的最高级图元，如球、棱柱，称为基元，程序则自动定义相关的面、线及关键点。
用户利用这些高级图元直接构造几何模型，如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。
无论使用自顶向下还是自底向上方法建模，用户均能使用布尔运算来组合数据集，从而“雕塑出”一个实体模型。
ANSYS程序提供了完整的布尔运算，诸如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。
在创建复杂实体模型三时，对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。
ANSYS程序还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。
附加的功能还包括圆弧构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于网格划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。
自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构造模型，即：用户首先定义关键点，然后依次是相关的线、面、体。
由于ANSYS 软件提供了软件接口转换程序，所以对于比较复杂的实体模型一般使用CATIA或者UG进行建模。
此外ANSYS软件提供了使用便捷、高质量的对CAD模型进行网格划分的功能。
包括4种网格划分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。
延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。
映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。
ANSYS程序的自由网格划分器功能是十分强大的，可对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。