基于Adams虚拟样机的转向管柱硬点优化设计.pdf

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1、(与开发DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2015．07．036基于Adams虚拟样机的转向管柱硬点优化设计胡伟，曾志，林成杰(广州I汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州510640)摘要：采用Adams／View虚拟样机优化设计软件的目标优化模块，对某车型转向管柱硬点进行优化设计。结合整车人机布置和底盘硬点的输入，以力矩波动作为目标函数，结合转向管柱长度，安装角度等约束条件进行计算和分析，得到合理的降低力矩从而获得最佳的布置硬点。计算结果表明优化设计方法对于管柱硬点设计是有效的，该方法可以广泛应用于车

2、辆转向管柱硬点的优化设计：口呈。关键词：转向管柱；Adams／View虚拟样机；力矩波动；目标优化中图分类号：U463．46文献标识码：A文章编号：1009—9492(2015)07—0126—03TheHardPointDesignandOptimizationforVehicleSteeringColumnBasedonAdamsHuwei．ZENGZhi．LINCheng-jie(GuangzhouAutomobileGroupCo．，Ltd，AutomotiveEngineeringInstitute，Guangzhou510

3、640，China)Abstract：withthedesignevaluationofAdams／View，Thesteeringcolumnhardpointhasbeenoptimized，withtheinputofthepackageandchassishardpoint，takingtorquevariationasdesignobject，steeringcolumnlengthandanglewascalculatedtominimizetorquevariationtogettheoptimalsteeringcol

4、umnhardpoint．theresultstateclearlythatthedesignoptimizationmethodforsteeringcolumnhardpointdesigniseffectiveandshouldbewidelyusedtovehiclesteeringcolumnstructuredesign．Keywords：steeringcolumn；Adams／View；torquevariation；objectiveoptimization0前言大大提高设计效率，并且在保证性能的同时保证随着CAE技

5、术的飞速发展，在产品的设计，约束条件的符合性，本文应用尺寸优化的设计方开发和制造中，虚拟样机技术在解决和改善产品质量，降低开发周期和成本，提高工作效率提供有力支撑。依据设计工作的需要，建立准确的虚拟样机模型，设置合理的设计目标，利用CAE的优化设计手段，实现具体开发工作的优化设计，达到仿真与设计互相促进的目的。转向管柱硬点由方向盘中心点，上万向节点，下万向节点和小齿轮啮合中心点组成，空间布置的万向节不可避免存在力矩波动，管柱硬点确定涉及到整车的人机工程，周边布置空间，转向器的硬点等约束条件，使用目标分析的方法，通过设定一系列优化参数，

6、提交优化软件计算得满足条件的结构参数，然后再验证分析，能够收稿日期：2015—04—14r■_■■T——1—————————曩，■]L曩I1260001—■—L——。——J—————————i——iL—一胡伟等：基于Adams虚拟样机的转向管柱硬点优化设计研究与定，产品定型后不能随意变动。寻找合适的空间允许的极限长度，[A，【A分别为管柱上轴，点上万向节点P3和下万向节点P2，并定义正确的管柱下轴允许的极限空间夹角，[O]，[0⋯]为上万向节相位角，成为转向管柱布置主要课题，下万向节允许的相位角范围。结合车型的功能需为此引入如下矩阵形

7、式的设计变量：要，设计变量取值范围定义如表2所示。，厶，A，Az，As，A，(1)表2设计变量其中￡，厶分别表示P，P：和P，，P之间的距离，A，A。分别表示P。P。和P，P4与z轴的空间夹角，A。，分别表示PP和P4在XY平面的投影与轴的夹角，表示上下万向节之间形成的相位角[3】。定义的已知量和设计变量坐标可以如表1所示。表1硬点坐标1．4优化数学模型P4872．5l4—365605．817由式(1)一(5)构造一个具有约束的最优化P3P4．x+L1cos(A1)cos(A3)P4．y+Llcos(A1)sin(A3)1)4．z+L

8、1sin(Al1问题的数学模型[61。P2P1．x+L2cos(A2)cos(A4)P2．y+L2cos(A2)sin(A4)P2．Z+L2sin(A21求_-，厶，，A，4，，，刎P1153．985—171．23795