基于CS35平臺(tái)的轉(zhuǎn)向器殼體開發(fā)研究.pdf

1、隨著中國汽車市場競爭形勢日益激烈，國內(nèi)外廠家更傾向于升級(jí)緊湊型家用轎車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（C-EPS）。C-EPS系統(tǒng)主要由電子控制系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其中轉(zhuǎn)向器殼體結(jié)構(gòu)不僅影響到電機(jī)、電子控制器與管柱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接，同時(shí)決定了整車環(huán)境中C-EPS系統(tǒng)的可靠性固定。目前轉(zhuǎn)向器殼體通常為鋁合金鑄件，其主要失效形式體現(xiàn)在樞軸結(jié)構(gòu)斷裂，導(dǎo)致C-EPS系統(tǒng)脫離儀表盤橫梁，造成系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。因此改善殼體結(jié)構(gòu)、提高殼體性

2、能成為促進(jìn)C-EPS系統(tǒng)功能穩(wěn)定性的技術(shù)目標(biāo)之一。本文基于T公司CS35平臺(tái)的整車環(huán)境，通過軟件模擬改善轉(zhuǎn)向器殼體的樞軸結(jié)構(gòu)以及澆鑄工藝，為開發(fā)合格的殼體提供研究方案。
　　論文的主要研究工具包括ABAQUS有限元分析軟件、MAGMASOFT鑄造模擬軟件以及Minitab數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理軟件。本文首先論述利用ABAQUS靜態(tài)應(yīng)力與位移分析功能模擬轉(zhuǎn)向器殼體受力情況，確定模型5作為改善的殼體樞軸結(jié)構(gòu)；其次參考MAGMASOFT對于模型5

3、的澆鑄凝固模擬過程，選擇澆鑄系統(tǒng)V04；然后通過Minitab設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)L9（34）定義出最優(yōu)澆鑄工藝參數(shù)：澆鑄溫度650℃、模具預(yù)熱溫度210℃以及初始充型速度3m/s；最后將分析結(jié)論導(dǎo)入生產(chǎn)實(shí)踐，證實(shí)殼體毛坯合格率上升20％，殼體成品能夠承受10kN的壓潰力沖擊或10,000,000次疲勞振動(dòng)，滿足CS35平臺(tái)C-EPS可靠性要求。
　　本次研究表明將有限元結(jié)構(gòu)分析以及澆鑄過程模擬分析方法結(jié)合并應(yīng)用到C-EPS殼體開發(fā)過程