[发明专利]汽车用转向节

摘要

一种汽车用转向节，为了使制造、加工工艺不过于复杂，汽车用转向节是将阻尼调节器放置在工作缸的外部，主要着重于对阻尼调节器的设计、制造和加工。为有效增加阻尼通道长度，使管路沿中间活塞环绕分布，磁流变液在阻尼调节器中的流动方向垂直于磁场方向,满足磁路设计准则。工作时，活塞杆在外力的作用下,迫使磁流变液从工作缸一腔的导油管流入阻尼调节器,通过多级周向流动回到另一腔,在流动中形成了压降对活塞杆产生相应的阻尼力。通过控制阻尼调节器的激励电流,改变周向流动通道中的磁场强度,进而控制磁流变液的流动特性,从而控制磁流变液减振器的阻尼力。

主权项

一种汽车用转向节，其特征在于，1.利用CAD软件建立实体转向节模型。利用HyperMesh对转向节进行前处理，定义转向节的材料和几何参数，以惯性释放为为约束处理了边界条件；按照汽车行驶工程冲的三种典型工况，对转向节施加载荷：(1)紧急制动工况$F_{z1}=\frac{F_y}{2}$(2)侧滑工况M＝F_y1R(3)越过不平路面工况$F_z=K\frac{G}{2}$其中：G——满载时整车重量，N；L——轴距，m；a——质心至前轴的距离，m；h^g——质心高度，m；φ——地面附着系数；h^g——满载时质心高度，m；B——车轮轮距，m；φ'——侧向滑移附着系数；K——动载系数2.利用HyperWorks中的OptiStruct模块对转向节有限元模型进行静力学分析计算，得到了各工况条件下的应力云图和变形图，并得到了各工况下转向节的受载情况和应力分布；3.利用HyperWorks优化设计模块对转向节有限元模型进行了结构优化设计研究；以最小重量为拓扑优化的目标函数，以体积分数为拓扑优化约束，对转向节有限元模型进行求解计算；4.通过迭代，得到优化结果；参考输出的结果，利用CAD软件对转向节模型进行参数化重建；对转向节的转向臂等部分进行了结构形状优化；对重建模型进行有限元分析，与优化前模型进行比较；得到的优化后模型的最大应力小于材料的许用应力。