基于热结构耦合的某液压动力转向器结构有限元分析

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1、2011年10月机床与液压0ct．2011第39卷第19期MACHINET00L&HYDRAULICSV0l_39No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．19．031基于热一结构耦合的某液压动力转向器结构有限元分析朱茂桃，李凤，樊婷，奚润(江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)摘要：液压助力转向器在汽车上有着广泛的应用。由于液压油长时间的流动会使转向器温度升高，将有可能影响到汽车的操稳性能。以某循环球式液压动力转向器为研究对象，采用有限元方法，建立转向器

2、热一结构耦合分析模型并进行了求解，对比分析了有无温度载荷时转向器各零部件刚度的变化。结果表明：温度对转向器各零部件的变形有一定影响，但不会影响到转向器的性能。关键词：液压动力转向器；有限元分析；热一结构耦合中图分类号：U463．4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)19—106—3FiniteElementAnalysisofHydraulicPowerSteeringBasedonThermal-stressCouplingZHUMaotao，LIFeng，FANTing，XIRun

3、(SchoolofAutomobileandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：Hydraulicpowersteeringiswidelyusedinautomobiles．Asthetemperatureofthesteeringriseswiththeflowingofhydraulicoil，thestabilityoftheautomobileswillbeinfluenced．T

4、hethermal—structurecouplinganalysismodelofacirculatingballtypehydraulicpowersteeringwasdevelopedandcalculatedbyfiniteelementmethod．Thestiffnessvariationsofthesteeringpartsunderdif-ferenttemperatureswerecompared．Theresultsshowthatthetemperaturehasaneffect

5、onthedeformationofpans，buttheperformanceofthesteeringisnotaffected．Keywords：Hydraulicpowersteering；Finiteelementanalysis；Thermal—structurecoupling随着现代社会的发展，大型的工程建设越来越少设计和改进的成本。多，对工程车辆的需求越来越多，各种工程车辆的质作者以某循环球式液压动力转向器为例，建立有量也越来越大。当前轴负荷增加到一定程度后，靠人限元分析模型，基于热一

6、结构耦合，研究在高压下，力转动转向轮就很吃力，为使驾驶员操纵轻便和提高转向器的各个零部件是否能满足刚度要求、零部件的车辆的机动性，最有效的方法就是在车辆转向系统中变形是否会影响转向器的正常运转及其性能参数。结加装转向动力装置。相对于气压系统较低的工作压果显示：温度对转向器各零部件的变形有一定影响，力、庞大的部件尺寸，液压转向加力装置的工作压力但不会影响到转向器的性能。可高达10MPa以上，部件尺寸很小，并且液压系统1转向器有限元模型的建立工作时无噪声，工作滞后时问短，而且能吸收来自于1．1模型建立的原则

7、不平路面的冲击。所以，液压动力转向器已在各级汽有限元计算模型的准确度直接关系到计算结果的车上获得广泛应用。正确性和精确度，而有限元模型的规模又关系到计算使用有限元法进行分析可以很清楚地看出转向器的经济性，这两方面对于转向器结构分析都非常关内部各零件的应力和变形状况及其配合状态。例如，键。转阀处阀芯阀套的配合情况，如果阀芯或者阀套的变文中的研究对象是某整体式液压动力转向器。在形过大会使两者间摩擦增大，导致左打和右打方向盘建立有限元模型前，用Pro／E建立桥壳的初步实体模时的手力输出不一致。此外，有限元分析

8、可以方便地型，并按下列原则进行模型简化：模拟一些在台架试验上不易模拟的实际工况，例如转(1)略去功能件和非承载构件；向器零部件在高温下的变形情况，从而可以迅速地看(2)将连接部位作用很小的圆弧过渡简化为直出转向器的问题所在。另外，在产品设计和改进的初角过渡，来提高模型的计算速度；期，甚至不用制造出转向器成品就可以对转向器进行(3)在不影响整体结构的前提下，对截面形状测试，可以有效地缩短转向器的设计和改进周期，减作一定的简化；收稿日期：201