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转向机壳体结构强度仿真
作者：王志刚
来源：《山东工业技术》2016年第22期
摘 要：转向机是汽车转向系统重要的安全机构，其结构设计的好坏直接影响着行车安全。本文借助有限元仿真技术对转向机壳体结构进行结构强度性能评估，以验证其结构设计的可靠性。
关键词：转向机；仿真；可靠性
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.086 1 材料说明
汽车转向机作为安全部件，其结构需满足诸如静扭、冲击等多种强度要求[1]。因此，对转向机壳体结构进行静扭强度分析，以评估其设计的有效性。
壳体材料为铸铝，金属型铸造、热处理T6，其抗拉强度σb （MPa）：≥240，布氏硬度100-125。
2 有限元模型建立
由于转向机壳体结构较为复杂，通过传统的理论计算公式不能直接获得其结构强度值，以及判别其结构设计是否合理。根据转向机壳体结构的力学特点，提出采用有限元仿真技术来验证壳体结构设计合理性，以及是否满足工况要求。
对壳体结构进行网格划分，最终获得如图1壳体有限元模型。
转向机输入轴可施加的最大转向力矩300Nm，根据壳体受力平衡， 理论计算壳体在极限状态的受力，作为载荷定义。
将壳体与整车连接处固定，作为约束定义。 3 结构应力分析
基于有限元仿真平台，最终获得如图2结构应力云图。
通过解算器解算，可知壳体最大等效应力约为212MPa，小于材料抗拉极限240MPa，结构设计满足要求。
转向机壳体结构强度仿真
