海狮机械式方向盘结构有限元分析

花和尚

通过ANSYS模拟方向盘冲击试验过程，判定应力最大部位，通过对应力最大部位周围的结构更改，使该部位受到的最大应力值降低，达到增加方向盘抗冲击能力的作用。
2 模型建立
    通过pro/E对海狮机械式方向盘进行实体造型，对重要部位尽量同实物相同，其它非受力部位在实体中不画出。实体图如下所示：


图1 海狮机械式方向盘实体


3 有限元模型的建立
    通过ANSYS对实体进行前处理，单元选用SOLID185，该单元为8节点，6自由度。有限元网格如下所示：


图2 海狮机械式方向盘有限元模型


    为了模拟方向盘的冲击试验，对方向盘花键部位加6方向约束，位移为0；对方向盘6点钟方向加60mm位移，12点钟方向加20mm位移。所加约束可以很好的模拟方向盘受冲击时的状态。
4 模拟结构
    对初始状态的方向盘有限元模型进行载荷加载和求解，后处理结果如下：


图3 方向盘的变形情况和最大应力点位置


    应力的大小从颜色上可以直观的看出，最大应力点处于辐条根部，和试验断裂部位相同。

5 结构更改
    在相同条件下，通过对实体局部结构修改，对修改后的方向盘进行有限元分析。首先，对方向盘结构的更改主要有2个方面，
1、对辐条的横截面积尺寸的更改
2、断裂部位的过度更改
    具体的结构更改数据如下表所示:

表1 结构尺寸更改对照表

6 结构比较
    对比结构可以发现，方向盘的最大应力部位并没有发生变化，但在不同的横截面积和不同的断裂部位过度方式，方向盘的最大应力值都不相同，数值如下表所示：


表2 不同更改方式的最大应力值




    不同结构分析图片如下所示：

  
11*4                      13*4

  

13*6                       15*6

  
加R角                      加筋


    通过比较可以发现，横截面积的尺寸对方向盘的最大应力值影响不是很大，但对断裂部位加R角过度后，最大应力值减少到原始状态的25%左右。

coollpy9925103

看看，学习了，

gallardo000

shawanyi,yekabbuqing

林路飞

楼主本人作转向防伤害的仿真，做完后想拿实物再做做！无尺寸见此帖，所以向借您的模型（三位模型不方便可以igs,stp)用用，也可以二维图纸！本人仅学术研究用！谢谢！jdbtf@163.com