摘 要:汽车底盘处于复杂的力学环境下,在布置设计中的运动校核主要是检查布置空间是否合理,运动规律是否正确,本文根据工作实践,根据校核需要,介绍了不同校核方法,来达到更好的校核精度。
关键词:运动校核
随着产品更新换代速度的加快,现有样机的制造周期和制造成本已难以适应产品开发的需求,使用计算机三维设计技术建立数字样机,可实现实物样机的作用,有效缩短周期、降低成本。运动校核是总布置中的一项重要内容,汽车底盘处于复杂的力学环境下,在布置设计中的运动校核主要是检查布置空间是否合理,运动规律是否正确。
1、 汽车底盘运动校核主要内容
悬架系统:在汽车的行驶过程中,在车辆跳动极限和转向极限范围内,悬架运动件之间不能产生干涉,且保持一定的间隙,以保证汽车行驶的安全性及操纵稳定性。
转向系统:运动过程中要保证操纵方便,与周边件有合理的间隙 ,比如
(1)转向管柱轴夹角一般情况下相差不大于10°,以小于6°为宜;
(2)转向管柱与周边件间隙大于8mm;
(3)转向节与轮辋间隙大于12mm;
(4)转向拉杆在齿条行程范围内两端球头销的摆角应在允许范围内。
图1 转向操纵机构
车轮校核:汽车轮胎运动过程中要与轮罩,翼子板,纵梁等保持合理的间隙,避免在极限工况下干涉,影响行驶安全性。
传动轴运动校核:主要是保证传动轴在运动过程中与周边件有合理的间隙,传动轴的滑移量满足设计要求,避免脱出或卡死。
2、CAD运动校核
传统的空间校核的方法主要是运用CAD工具,如 catia DMU,依靠运动学约束来进行运动校核。
具体流程是:
DMU的作用首先是提供各类、各种档次的可视化功能,用不同方式对电子样车的全部部位进行审视、评估和模拟真实的视觉效果。其次是提供各类对车型或部件间进行功能性分析的手段,包括:机构运动,干涉分析,拆装分析,空间分析和管理等。尽可能在数字化环境中进行与真实世界中相同的分析,使设计师在设计早期就发现问题所在,在设计的各个阶段,及时、大量地进行各种分析,提高产品设计质量。
使用CATIA V5中的DMU功能可以帮助工程师快速解决整车设计中关键的静态干涉、空间尺寸、运动干涉和可拆卸性分析等问题,大大提高了产品研发效率,缩短了产品研发时间,提高了产品研发质量,降低了研发成本。
3、静力平衡运动校核
现实的底盘系统都处在在受力条件下,通过静力平衡计算,可以计算受静力或准静态力下的衬套等弹性件的变形,校核安装空间,比如通过有限元方法中的静平衡计算,某扭力梁受力后衬套的径向(未变形前为17mm)运动后最小橡胶厚度13.8mm,衬套的轴向最小距离由10mm变为6.43mm。
4、动力学运动校核
当底盘系统处在动态外载状态下,由于底盘系统存在大量的弹性件,而弹性件具有固有的振动特性,当外载的变化接近共振频率时,将引起很大的振幅。与同样外载幅度静力下的变形相比,此时的变形要大数倍。此时的运动校核就是振动校核。
结束语:
汽车底盘处于复杂的力学环境下,在布置设计中的运动校核有不同的方法,一般在概念设计初期,使用CAD方法进行空间布置的运动校核,具体的工程设计阶段,要根据实际情况及条件,进行更为细致的静力学及动力学校核。