一种转向器支架的寿命评价方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种转向器支架的寿命评价方法、装置和存储介质，涉及车辆转向系统领域，该方法包括以下步骤：建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型；确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，对所述有限元模型进行加载和约束；基于施加的转向器力矩，获取对应的静应力数据，并判断静应力是否在安全范围内；当静应力在安全范围内时，采用余弦曲线的形式加载所述转向器力矩，以进行转向器支架的疲劳分析，并获取实际疲劳寿命次数；根据实际疲劳寿命次数和预设的目标疲劳寿命次数，判断转向器支架的疲劳寿命是否达标。本发明专利技术中的方法可较好的还原车辆使用过程中的交变载荷历程，避免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。

【技术实现步骤摘要】
一种转向器支架的寿命评价方法、装置和存储介质


[0001]本专利技术涉及车辆转向系统领域，具体涉及一种转向器支架的寿命评价方法、装置和存储介质。

技术介绍

[0002]转向器是汽车转向系统中不可或缺的部件，转向器通过转向器支架固定在汽车车架上，其作用是连接转向轴和转向拉杆，使汽车转向。
[0003]由于转向器支架的特殊使用工况，特别是教练车类车型，需要频繁的进行来回周期的打方向，转向器支架长期受到变化的载荷。因此对转向器支架的寿命提出了较高的要求。
[0004]目前为了评价转向器支架的使用寿命，现有技术并没有给出完整的流程与评价参数标准，而且国标中并未对转向器支架的强度和寿命试验评价做规定，导致此类零件在设计阶段常常会被忽略，导致车辆发生转向器支架断裂等情况，造成安全事故等。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供一种转向器支架的寿命评价方法，可较好的还原车辆使用过程中的交变载荷历程，避免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种转向器支架的寿命评价方法，该方法包括以下步骤：
[0008]建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型；
[0009]确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，对所述有限元模型进行加载和约束；
[0010]基于施加的转向器力矩，获取对应的静应力数据，并判断静应力是否在安全范围内；
[0011]当静应力在安全范围内时，采用余弦曲线的形式加载所述转向器力矩，以进行转向器支架的疲劳分析，并获取实际疲劳寿命次数；
[0012]根据实际疲劳寿命次数和预设的目标疲劳寿命次数，判断转向器支架的疲劳寿命是否达标。
[0013]一些实施例中，所述确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，包括：
[0014]根据公式计算转向器的输出轴输出力矩M，其中，μ为轮胎与地面间的摩擦系数，G为单边车轮负荷，P为轮胎充气压力；
[0015]使所需施加的转向器力矩T满足T≤M。
[0016]一些实施例中，所述判断静应力是否在安全范围内，包括：
[0017]根据模拟转向器材料的屈服强度和获取的所述静应力数据计算静应力安全系数；
[0018]判断静应力安全系数是否小于设定的静应力安全系数阈值，若是，则静应力不在安全范围内，若否，则静应力在安全范围内。
[0019]一些实施例中，所述寿命评价方法还包括：当静应力不在安全范围内时，重新建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型。
[0020]一些实施例中，采用余弦曲线的形式加载所述转向器力矩时，设定一个周期的时间为60s。
[0021]一些实施例中，所述目标疲劳寿命次数为30万次。
[0022]本专利技术第二方面提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序或者指令，当所述计算机程序或者指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述任一项所述的方法，从而较好的还原车辆使用过程中的交变载荷历程，避免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。
[0023]本专利技术第三方面提供一种转向器支架的寿命评价装置，可较好的还原车辆使用过程中的交变载荷历程，避免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。
[0024]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0025]一种转向器支架的寿命评价装置，包括：
[0026]有限元分析模块，其用于建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型；
[0027]配置模块，其用于确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，以用于所述有限元分析模块对所述有限元模型进行加载和约束；
[0028]判断模块，其基于施加的转向器力矩，获取对应的静应力数据，并判断静应力是否在安全范围内；
[0029]当静应力在安全范围内时，所述有限元分析模块采用余弦曲线的形式加载所述转向器力矩，以进行转向器支架的疲劳分析，并获取实际疲劳寿命次数；
[0030]所述判断模块还根据实际疲劳寿命次数和预设的目标疲劳寿命次数，判断转向器支架的疲劳寿命是否达标。
[0031]一些实施例中，所述配置模块用于：
[0032]根据公式计算转向器的输出轴输出力矩M，其中，μ为轮胎与地面间的摩擦系数，G为单边车轮负荷，P为轮胎充气压力；
[0033]使所需施加的转向器力矩T满足T≤M。
[0034]一些实施例中，所述判断模块用于：
[0035]根据模拟转向器材料的屈服强度和获取的所述静应力数据计算静应力安全系数；
[0036]判断静应力安全系数是否小于设定的静应力安全系数阈值，若是，则静应力不在安全范围内，若否，则静应力在安全范围内。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0037]本专利技术中的转向器支架的寿命评价方法，采用理论计算与分析结合的方法，创新式的用余弦曲线的形式替代了实车的交变载荷，从而避免了大量的实车检测动态载荷数据的工作。并提出了转向器支架的寿命评价标准，弥补了行业内、国标中对此类零件的相关标准，提高了此类支架的设计要求，降低了此类零件的断裂风险，减少了事故发生。此外，还构建了转向器支架的虚拟台架，避免了不同类型的车型无法通用的问题，由于此类支架试验周期较长。故本专利技术大幅度的缩减了试验台架的成本，也避免了大量的转向器支架需要全
部进行台架试验，节省了大量的试验成本和研发时间。
附图说明
[0038]图1为本专利技术实施例中转向器支架的寿命评价方法的流程图；
[0039]图2为本专利技术实施例中转向器支架的装配示意图。
具体实施方式
[0040]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]参见图1所示，本专利技术实施例提供一种转向器支架的寿命评价方法，该方法包括以下步骤：
[0042]S1.建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型。
[0043]具体而言，在本实施例中，首先使用三维设计软件完成转向器支架的样坯，然后完成转向器支架、转向器和车架等之间的装配，参见图2所示，图2中给出了转向器支架、转向器和车架之间的装配位置关系，从而可以很好地模拟转向器支架实际的受力情况。
[0044]在对有限元模型结构进行细节处理后，即可导入至有限元分析软件中进行分析。在本实施例中，作为一个优选地实施方式，在进行有限元网格划分时，对转向器支架、转向器用四面体网格划分，对车架采用壳单元网格划分，并设置不同材料的泊松比、密度和弹性模量等。然后完成螺栓模拟连接，本实施例中采用1d(刚性单元)来模拟螺栓。
[0045]S2.确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，对所述有限元模型进行加载和约束。
[0046]为了确定转向器支架所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转向器支架的寿命评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型；确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，对所述有限元模型进行加载和约束；基于施加的转向器力矩，获取对应的静应力数据，并判断静应力是否在安全范围内；当静应力在安全范围内时，采用余弦曲线的形式加载所述转向器力矩，以进行转向器支架的疲劳分析，并获取实际疲劳寿命次数；根据实际疲劳寿命次数和预设的目标疲劳寿命次数，判断转向器支架的疲劳寿命是否达标。2.如权利要求1所述的一种转向器支架的寿命评价方法，其特征在于，所述确定当前转向器支架所需施加的转向器力矩，包括：根据公式计算转向器的输出轴输出力矩M，其中，μ为轮胎与地面间的摩擦系数，G为单边车轮负荷，P为轮胎充气压力；使所需施加的转向器力矩T满足T≤M。3.如权利要求1所述的一种转向器支架的寿命评价方法，其特征在于，所述判断静应力是否在安全范围内，包括：根据模拟转向器材料的屈服强度和获取的所述静应力数据计算静应力安全系数；判断静应力安全系数是否小于设定的静应力安全系数阈值，若是，则静应力不在安全范围内，若否，则静应力在安全范围内。4.如权利要求3所述的一种转向器支架的寿命评价方法，其特征在于，所述寿命评价方法还包括：当静应力不在安全范围内时，重新建立用于模拟转向器支架受力分析的有限元模型。5.如权利要求1所述的一种转向器支架的寿命评价方法，其特征在于：采用余弦曲线的形式加载所述转向器力矩时，设定一个周期的时间为60s。6.如权利要求1所述的一种转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广，赵浩南，杨雄，王亚平，周志强，佟健宇，李文君，
申请(专利权)人：东风华神汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：