为评价汽车转向节的模态特性及安全性,建立了某轿车转向节的有限元分析模型,对其进行有限元自由模态分析,得到了弹性模态前10阶固有频率和相应振型,并通过模态分析实验进行验证。经对比分析表明,有限元模态分析和模态分析实验得到的各阶频率数值接近,整体误差较小,最大误差仅为10%,且转向节的低阶模态固有频率远大于外部激励频率,不易产生共振。

由于车辆行驶状况复杂多样,传统静态工况无法复现各类恶劣路况下后底盘转向节真实应力,因此在利用MotionView建立整车刚柔耦合多体动力学模型的基础上,将后转向节利用柔性体进行模拟;在进行虚拟试验场仿真分析的同时采用模态综合法计算结构动应力,得到后转向节最高应力位置及发生时刻.仿真结果与整车道路试验结果的对比表明仿真方法准确.

以某麦弗逊悬架中的转向节为研究对象,利用有限元分析的方法验证其是否满足设计要求,并采用台架试验验证分析结果的可靠性。结合转向节的疲劳试验条件,通过有限元分析的方法计算出转向节在规定工况下的静力学分析结果,再根据其材料属性,计算出其疲劳寿命。为验证分析结果,采用液压伺服疲劳试验系统进行转向节台架耐久试验。结果表明:有限元疲劳分析结果与台架试验结果相符合,验证了该分析方法对转向节的设计过程有参考作用,同时表明了该转向节结构需要进一步改进。

针对汽车转向节自动化加工需求,研究转向节位姿估计实现方法。构建转向节检测整体方案,对相机畸变进行标定,并根据标定结果产生点云;针对转向节中心孔尺寸存在偏差,无法直接利用点云配准技术实现3D坐标间接定位问题,利用2D图像处理确定像素坐标配合深度相机索引深度值确定抓取点3D坐标;对转向节不同姿态估计问题,利用SAC-IA算法将待检测转向节点云与模板转向节点云进行初始配准,再利用NDT算法进行细配准;开发软件进行测试。结果表明:用所提算法细配准,匹配得分为27 mm2,验证了转向节姿态估计的精度。

以某型汽车转向节为例，分析其加工工艺，制订其加工工艺路线。由于加工转向节过程中需要在机床上进行装夹，所以对铣Ф45端面的夹具进行了设计，从而改善了转向节的加工工艺，提高了生产效率及产品质量，降低了生产成本。

汽车转向节外形不规则,空间位置复杂,加工部位多,精度要求高,在大型企业中常见的加工方式为流水线专机加工。而对于生产设备和人员都很有限的小型企业来说,需要根据实际情况来合理安排工艺路线。转向节工装夹具的设计使用Creo 2.0建模与虚拟装配,有效缩短了设计周期,使该企业可以在有限资源下生产符合图纸要求的转向节产品。

某车型在综合耐久工况实验中,多辆车的后转向节与前束臂之间出现力矩衰减问题。通过对实车进行受力采集及理论计算,发现问题是原连接结构力矩不足造成的。又经过ABAQUS有限元仿真分析、台架试验验证,确定是连接结构力矩不足造成的力矩衰减。通过对连接结构的分析,决定采用对螺栓连接结构进行优化的方法来改进。将螺栓连接由后转向节单边支撑拧紧方式改变为两边夹紧的方式。结合理论计算、ABAQUS有限元仿真分析、台架试验验证等方法对该改进方案进行验证,结果表明,采用双面夹紧连接结构的转向节可以较大幅度提高连接的可靠性与力矩转化效率,解决了力矩衰减的问题。