汽车方向盘的造型设计(共9篇)
汽车方向盘的造型设计 篇1
一、前言
纯电动汽车作为汽车的一种新类型, 在降低能源消耗与解决环境污染问题上有着重要作用。但是考虑到纯电动汽车对设计及生产制造技术要求较高, 由于目前的电动汽车设计和生产制造技术还不成熟, 导致了纯电动汽车在发展中遇到了前所未有的瓶颈, 要想提高纯电动汽车的发展质量, 除了要加强技术投入做好研发工作之外, 还要有效解决发展瓶颈问题, 并合理规划纯电动汽车的未来设计方向, 保证纯电动汽车在未来的发展中, 能够在设计、生产制造上得到全面突破。
二、纯电动汽车的发展瓶颈
从目前纯电动汽车的发展来看, 虽然目前已经在设计和生产制造上取得了一定的突破, 但是距离全面的市场化还存在一定的差距, 其中纯电动汽车的发展瓶颈主要表现在以下几个方面:
1 纯电动汽车的电池稳定性还有所欠缺
虽然混合动力汽车技术相对成熟, 混合动力的汽车品种在不断增多, 但是纯电动汽车的种类相对较少, 之所以出现这一问题, 其主要原因在于纯电动汽车在电池稳定性上还存在一定的不足。电池在供电能力上还偏弱, 并且使用寿命较短, 不能进行持续充电, 导致了纯电动汽车无法达到汽油发动机和柴油发动机的稳定性, 影响了纯电动汽车的发展。因此, 如何研发稳定性较强的车载电池, 是解决纯电动汽车设计问题的重要措施。
2 纯电动汽车的续航里程还不理想
目前制约纯电动汽车的最主要因素是续航里程较短, 无法满足用户的实际需要。较短的续航里程, 也制约了纯电动车的发展, 降低了纯电动车的实用性。同时, 纯电动车的车载电池存在充电时间长的问题, 不能像汽车发动机和柴油发动机驱动的汽车通过快速加油进行行驶。如此种种问题成为了制约纯电动汽车发展的重要瓶颈问题。因此, 只有解决了纯电动汽车的续航里程问题, 并有效缩短充电时间, 才能满足用户的使用需要, 提高纯电动汽车的实用性。
3 纯电动汽车的造价成本居高不下
从已上市的纯电动汽车来看, 只有美国品牌特斯拉占有一定的市场份额。但是美国特斯拉电动汽车的造价成本非常高, 甚至超出了豪华汽车的售价, 导致了普通消费者难以承受。也注定了特斯拉电动汽车成为了超高端的小众品牌。因此, 造价成本居高不下, 是制约纯电动汽车发展的重要瓶颈, 只有加强纯电动汽车的技术研发投入, 突破纯电动汽车的技术瓶颈, 做到降低纯电动汽车的设计和生产制造成本, 才能推动纯电动汽车快速发展, 有效满足市场需要。
三、纯电动汽车的未来设计方向
随着网络智能化技术的快速发展, 纯电动汽车在设计中已经融入了智能化网络的思想, 在未来设计中, 必将成为智能网络化交通的综合体, 其未来设计方向主要表现在以下几个方面:
1 纯电动汽车将在续航里程和电池稳定性上得到大幅提高
从目前纯电动汽车的发展瓶颈来看, 续航里程和电池稳定性是制约纯电动汽车的重要因素。在未来的设计中, 随着纯电动汽车在电池技术和其他技术上投入的增多, 电池的稳定性将不断加强, 纯电动汽车的续航里程也将实现大幅提高, 对提高纯电动汽车的实用性起到重要支持。因此, 在未来设计中, 纯电动汽车的续航里程和电池稳定性方面的设计将得到全面加强, 其设计能力也将不断提高。
2 纯电动汽车将接入互联网成为移动网络终端
网络技术的日益成熟, 以及互联网造车概念的兴起, 使得纯电动汽车在未来发展中, 将会实现与互联网的有效结合, 不但会将互联网技术引入到汽车设计中, 同时还会建立完善的人机交互系统, 实现驾驶人与网络的无缝连接。因此, 在未来的设计中, 纯电动汽车将接入互联网网络, 成为移动网络终端, 在汽车的功能和服务属性上都将有所提高, 满足纯电动汽车的发展需要, 提高纯电动汽车的功能。
3 纯电动汽车将与智能化技术结合, 具有较强的智能化属性
在与互联网技术相结合的同时, 智能技术的发展也给了纯电动汽车设计以新的参考。在未来的纯电动汽车设计中, 将会重视智能化功能的设定, 在保留现有驾驶功能的同时, 增加新的智能化驾驶辅助系统, 提高纯电动汽车的安全性, 保证纯电动汽车的智能化属性更加突出, 满足纯电动汽车的功能需要, 使纯电动汽车的功能日趋完善, 提高纯电动汽车的功能属性。
结论
通过本文的分析可知, 考虑到纯电动汽车对设计及生产制造技术要求较高, 由于目前的电动汽车设计和生产制造技术还不成熟, 导致了纯电动汽车在发展中遇到了前所未有的瓶颈, 要想提高纯电动汽车的发展质量, 除了要加强技术投入做好研发工作之外, 还要有效解决发展瓶颈问题, 并合理规划纯电动汽车的未来设计方向, 保证纯电动汽车在未来的发展中, 解决发展瓶颈问题, 实现快速发展。
参考文献
[1]郭文双, 申金升, 徐一飞.电动汽车与燃油汽车的环境指标比较[J].交通环保, 2014 (02) .
[2]程飞, 过学迅.电动汽车用电机及其控制技术研究[J].防爆电机, 2014 (05) .
[3]王书贤, 邓楚南.电动汽车用电机技术研究[J].微电机, 2014 (08) .
[4]王震坡, 孙逢春.电动汽车能耗分配及影响因素分析[J].北京理工大学学报, 2014 (04) .
[5]胡树华, 杨威.我国电动汽车产业化战略分析[J].北京汽车, 2014 (03) .
[6]陈安红.电动汽车电机驱动控制系统研究[D].长安大学, 2014.
汽车方向盘的造型设计 篇2
对于一个驾驶员来说,操控一辆汽车前进,最主要就是控制方向盘与刹车。方向盘不仅可以控制车辆的方向,它还可以识别故障,交通安全的第一步是学会用好方向盘。在这里,我们与大家分享一下使用方向盘的经验。
保持良好的驾驶姿势
正确的驾驶姿势能减轻驾驶员的疲劳程度,便于使用各种驾驶操纵机件、观察各仪表以及车前车后及周围的情况。那么,规范的驾驶姿势是什么?
第一,上车后将身体对正方向盘并保持正直,后背轻靠于后背椅上,然后根据身高对座位调整至合适状态,系好安全带。
第二,两眼平视前方,左手轻握方向盘9点位置,右手轻握方向盘3点位置,左手和右手大拇指自然伸直靠于方向盘轮缘上部,其余四指由外向内轻握。
第三,左脚放在离合器踏板下方,右脚掌轻放于加速踏板2 3处,总之,使自己坐在座位上身体轻松、舒适、自然,动作协调灵活即可。
让方向盘随心所欲
第一,充分利用车头某一参照物,当参照物位于道中间或一侧时,应能正确感觉到车辆所在位置,以确定打方向或回方向的时机及幅度大小。
第二,要充分利用两眼余光作用,克服眼睛看远不顾近而造成修正方向较晚的现象第三,养成车头不偏斜就不动方向盘的良好习惯。在修正方向时要做到“及时”二字,且幅度适中,一般在回正方向时应稍早,且幅度也要小。
第四,结合场地训练,训练转向的时机和速度,如8字形、S形和直角转弯。
第五,车辆在右侧行驶时,为防止车头向右偏斜,应将方向盘左转至无游动间隙,以便左手能感觉车辆此时所在位置。
汽车方向盘的造型设计 篇3
作为汽车零部件物流的主要载体, 产品架的设计制作时以以下几方面作为切入点: (1) 生产安全; (2) 零部件质量特性; (3) 装料; (4) 运输; (5) 线边存放; (6) 取料。
重点考虑以下几个方面。
(1) 产品架使用的安全性; (2) 产品的质量保护性; (3) 生产节拍的适应性; (4) 人机工程的合理性; (5) 快速物流的适应性和可靠性; (6) 产品架自身的美观性; (7) 合理的使用寿命; (8) 设计制作的低成本性。
不同性质的产品其产品架设计制作的侧重点不同, 如铸件毛坯, 其产品架主要考虑安全性、使用寿命、节拍、物流, 对产品质量的保护几乎不考虑;冲压覆盖件, 其产品架主要考虑安全性、质量保护、节拍、物流等, 我们必须在对产品进行深入研究后确定其侧重点。
产品架分为专用产品架和通用产品架。
(1) 用于单一产品的产品架, 我们称之为专用产品架。
(2) 用于多种产品的产品架, 我们称之为通用产品架。
时间进入21世纪后, 随着我国经济发展日益接近中等发达国家的临界点, 我国汽车的生产和销售进入爆炸式增长阶段, 从而推动汽车生产工艺水平大幅度提高, 生产节拍随之大幅提升, 在这种状况下, 物流水平就非常关键, 而作为物流载体的产品架的设计制作水平也日益获得工厂的重视, 产品架的设计制作获得长足发展。从目前的发展和各汽车生产企业产品架现状调研来看, 产品架的设计制作主要呈现以下几方面趋向。
1 标准化
产品架作为汽车零部件主要包装手段, 受包装容量限制和生产产量影响, 产品架的制作数量相当庞大。为减少产品架的制作周期和维修的便利, 其零部件的标准化便显得非常突出。
如折叠机构、吊柄 (耳) 、铲道、堆垛结构、翻转机构、锁扣机构、压料机构、加强结构、牵引机构等按照标准化、系列化进行设计制作, 可以大幅度提高产品架的制作和维修效率。
2 柔性化
由于汽车新品开发节奏加快, 原来唯一性设计的产品架无疑提高了产品开发的成本, 适应不同产品的同类零部件的产品架柔性化设计成为重点研究对象。
3 自动化和半自动化
众所周知, 企业是以盈利为目标的。随着社会经济发展, 人工成本逐步提高, 如何提高工厂的机械化程度、降低生产人工成本成为企业的重点研究对象。产品装框、取料、转运等逐步向自动化半自动化发展, 如总装车间采用传动链推动KIT小车随线送料、焊接线采用机械手取料、发动机采用连锁机构实现重压自锁等。产品架的设计制作必须适应这一发展趋势, 才能不成为企业生产发展瓶颈。
4 局部材料和工艺的高科技化
质量是企业的生命。汽车企业的竞争归根结底为质量竞争。质量完好的零部件对整车的质量和生产效率起着举足轻重的作用。在如何更好地保护产品质量上, 新材料新工艺不断的运用于产品架上:木材、塑胶、毛刷、硫化橡胶、海绵、橡皮、EVA、尼龙板、聚氨酯、铝型材、不锈钢、航空铝、附塑管、塑钢、碳素纤维管等, 局部材料和工艺日新月异, 逐步趋向高科技化发展。
在上述四个汽车零部件产品架发展趋势中, 标准化和局部材料高科技化已有长足发展和积累, 自动化和半自动化发展目前还受到一定制约, 专用产品架柔性化发展趋势方兴未艾。
4.1 汽车零部件专用产品架柔性化含义
(1) 专用产品架除搬运堆垛承重部分 (底盘和立柱) 外, 其他部分均以螺栓连接, 在必要的时候可以通过重新拆装调节尺寸以适应新零部件装载。
(2) 专用产品架上支撑、定位和分隔部件以螺栓连接, 在必要的时候可以通过重新拆装调节尺寸以适应新零部件装载。
(3) 专用产品架上支撑、定位和分隔部件多功能设计, 通过快速切换来适应新零部件装载。
(4) 能同时或分别装在2种或以上同类零部件的专用产品架。
至少具备上诉功能之一的产品架我们称之为柔性化专用产品架。柔性化专用产品架的设计即为专用产品架柔性化设计。
4.2 柔性化专用产品架的设计和制作步骤
(1) 比较上代、现代、下代产品同类零部件结构和质量要求, 找出能适应几代产品零部件装载的共性部位。
(2) 比较上代、现代、下代产品同类零部件外形尺寸和线边存放规划, 确定产品架外框尺寸。
(3) 了解现代、下代物流规划要求, 确定需要何种辅助机构。
(4) 根据上代、现代、下代产品同类零部件质量等级要求, 确定产品架定位、分隔、压紧、限位等与零部件接触部位使用材料。
(5) 根据几代零部件特性, 确定分隔尺寸和装框数量。
(6) 根据装框数量, 计算承载重量, 确定使用材料规格。
(7) 设计、绘制施工图纸, 审查设计的工艺性。
(8) 评审图纸设计的全面性和可靠性。如需要, 则重新设计。
(9) 根据图纸试制一个产品架样件, 注意焊接装配的牢固可靠性或外观美观性, 无尖角等安全性。
(10) 产品架样件试用评审。如有问题, 予以改进。
(11) (改进后) 样件如果评审合格, 则按样小批量制作并试用 (在TTO阶段) 。
(12) 小批量试用不合格, 则改进, 如果合格, 则按样大批量制作。
4.3 柔性化专用产品架的投入效果
汽车方向盘的造型设计 篇4
把握人生方向盘的人
---汽车队司机xxx先进事迹
xxx同志,男,岁,工人,中~员,现任汽车队司机,把握人生方向盘的人(汽车队司机先进事迹)。作为一名普通的共产党员,在从事司机工作二十多年的职业生涯中,他始终坚持党的宗旨,兢兢业业,任劳任怨,全心服务;始终坚持党的原则,公私分明,克已奉公;始终坚持党的优良传统,事实求是,敢说实话,积极荐言,较好地履行了岗位职责,充分发挥了党员模范先锋作用,曾多次受到嘉奖、获得荣誉。技术精益求精
他,xxx年入伍,服役于xxx。xxx年,他开始在部队从事汽车驾驶,先后当过大车副班长、小车班长,并在部队技术比武中多次取得优异成绩,受到团部、连队嘉奖。xxx年,他光荣退役,服员到地方企业,从事过长途汽车运输、小车专职司机,这一干就是12年。至今仍是汽车队里一名普通的小车司机。不一样的是,多年的职业磨炼,他练就了一身过硬的技术本领,练就了一手“闻(气味)、听(声音)、看(零件)、摸(温度)”的检车绝活,真是“行家一出手,就知有没有”。车辆有没有问题,甚至问题在哪,他只要不到几分钟的“闻、听、看、摸”,基本上就可以判断得“八九不离十”。无论每次出车早晚,他都坚持运用这“四字法”认真检查车况,绝不图一时之快,简化作业。有一次,在出车前的检查中,幸亏他耐心细致的检查,他在汽车发动机处检查发现了别人修车时遗留下的螺丝刀、扳手等三件修理工具,从而避免了一起极可能发生的事故。否则后果不堪设想。正是因为他在技术上精益求精,20多年来,他驾驶汽车从未发生责任事故或车辆责任故障,安全行程达120多万公里,事迹材料《把握人生方向盘的人(汽车队司机先进事迹)》。工作任劳任怨
作为一名具有年党龄的共产党员,他时刻以党员的标准严格要求自已,敬业爱岗,不辞劳苦,俨然“老黄牛”,充分体现了共产党人的奉献精神,在同行中树起了一面旗帜,深得大家钦佩。在他调入的第一年,汽车队安排他担任交通车司机,负责市内接送机关员工上下班。不论严冬酷暑,交通车司机必须早人一步,晚归一刻,十分辛苦;也不如其他小车司机那般“风光、实惠”,所以这是一份一般司机都不愿干的“苦差事”。但是,他却毅然承担起了这份职责,一干就是三年,没有丝毫怨言。这三年里,他常常是起早贪黑,风里来雨里去,历经了春夏秋冬。与他对班的交通车司机三年里陆续换了三个,只有他坚持下来了,直到实行交通车司机轮乘制。
汽车方向盘抖动问题的分析和处理 篇5
我所使用的是捷达轿车, 在半年前的某一天左前轮掉到一个浅坑里, 冲出后装饰盖被振掉, 装饰盖冲到马路边上, 后停车检查发现轮毂受损, 汽车方向盘100 km/h以上抖动, 越快越厉害。现在轮胎轮毂全换新的, 也做定位和平衡, 气压调整到0.22 MPa。抖动就消除了。
这就要求我们使用的汽车在质量和保养上要跟上, 特别是对转向系统, 悬挂系统以及车轮的动平衡要求。汽车转向系统方向盘抖动是常见的一种毛病, 特别是车辆行驶到5万km~7万km时最易出现这种现象。方向盘抖动、车身共振会导致行车不安全, 因此在这里向大家介绍方向盘抖动的各种原因及处理方法。
首先介绍汽车行驶时的转向系统方向盘抖动的原因。
(1) 前轮校准不当, 前轮定位失准, 前束过大。
(2) 前轮胎气压过低, 或轮胎由于垫补轮胎, 或轮胎维修造成前轮总成动平衡被破坏等。
(3) 传动轴总成有零件松动。
(4) 传动轴总成动平衡被破坏, 前轴变形。
(5) 减震器失效, 钢板弹簧钢度不一致, 车架变形。
(6) 前轮辐变形或轮胎螺丝栓数量不等。
(7) 转向系机件磨损松脱。
其次是解决问题的步骤和方法。
(1) 故障表现:汽车行驶时速在80 km/h~90 km/h之间时, 出现方向盘抖动现象, 时速超过90 km则恢复正常。
分析和处理:出现这种情况, 多数是由于轮胎变形或车辆传动系统异常引起的, 应检查前轮各定位角和前束是否符合要求, 如失准应调整;架起前桥试转车轮, 检查车轮静平衡情况及轮胎是否变形过大, 如变形应更换。
(2) 故障表现:车辆行驶在平坦的路面上时车辆正常, 但遇到坑洼的路面时, 方向盘会出现抖动。
分析和处理:这是由于汽车在行驶时, 因拉杆球头磨损松旷或接头处胶套脱落, 再或是轮胎因磨损变得不规则造成的, 应送专业维修点检查, 更换损坏部件。
(3) 故障表现:行车时速在30~40 km/h, 车身有晃动感, 如坐船的感觉。
分析和处理:出现这种情况, 多数是轮胎因受到过碰擦、撞击或是老旧等原因引起变形所导致, 更换轮胎即可。
(4) 故障表现:在车辆高速行驶时突然踩刹车出现方向盘抖动。分析和处理:刹车用力过猛、过频都有可能导致刹车盘、刹车片过热, 遇冷变形, 从而引起方向盘抖动。在更换刹车盘、刹车片后, 症状即可得到解决。
(5) 故障表现:车辆高速行驶中出现车身共振。分析和处理:常见原因是传动轴扭曲变形, 或是传动轴十字接头松旷、缺油锈死。由于这些部件都在车身下方, 保养时最易忽略, 因此, 每次做保养时, 应让汽修工在可上油的部位打上黄油。
(6) 故障表现:汽车怠速方向盘抖, 主要是发动机抖动造成的。分析和处理:清洗进气道和检查油路。这是怠速马达、节气门、进气道、进气门和燃烧室积碳过多造成的。因为进气道的积碳、污垢过多, 空气通道截面积发生变化, 使得控制单元无法精确控制怠速进气量, 造成混合气过浓或过稀, 使燃烧不正常或起动后发动机抖动甚至无法起动等情况的发生。同时还要对喷油嘴工作状态进行检查, 喷油量的脉宽是否达标。还要用内窥镜检查进气门和燃烧室的积碳是否过多。检查节气门怠速马达, 检查火花塞, 检查线圈及缸线, 是否缺缸。还要注意检查碳罐是否出现故障。
(7) 故障表现:传动轴总成有零件松动, 出现抖动现象。分析和处理:检查是否有松动, 如有松动, 对好位并按力矩上紧相应的零件。
(8) 故障表现:传动轴总成动平衡被破坏, 前轴变形, 出现抖动现象。分析和处理:这是由于转向传动装置动平衡被破坏, 传动轴及其花键轴和花键套磨损过度引起的。处理方法: (1) 修复并做动平衡; (2) 或更换新件, 同时注意动平衡问题。
(9) 故障表现:减震器失效, 钢板弹簧钢度不一致, 车架变形, 出现抖动现象。
分析和处理:更换相应失效的减震器, 调整钢板弹簧和修复车架变形。
(10) 故障表现:前轮胎气压过低, 或轮胎由于垫补轮胎, 或轮胎维修后造成前轮总成动平衡被破坏, 出现抖动现象。分析和处理:按要求充气, 对车轮进行动平衡校正。
(11) 故障表现:前轮辐变形或轮胎螺丝栓数量不等, 出现抖动现象。分析和处理:对于前轮辐变形, 可以修复的进行修复, 之后做动平衡。对于轮胎螺丝栓数量不等现象, 调整配齐至等同数量。这样做就可以消除抖动现象。
(12) 故障表现:轮胎报废, 轮毂受损说明冲击力很大。分析和处理:还应该检查相关的零件, 如下 (摆) 臂、转向节甚至车架等与轮胎定位有关的零部件, 是否有变形、损伤、松旷、移位等状况。这些不是一次定位就能解决的。定位只是检验, 而不是修理。还要通过修理调整去解决。
(13) 故障表现:四个轮胎的型号品牌和花纹不一样, 出现抖动现象。分析和处理:遇到这种问题时, 是有一个轮胎的型号品牌和花纹不一样导致的, 后面换成一致以后就好了;如果还是一样的话则可能是动平衡没有做好, 可以重新做一下动平衡, 另外检查一下汽车机械转向组件有没有松动。
(14) 高速振动的诊断与排除:高速振动有2种情况, 一是随着车速的提高振动强烈, 二是在某一较高车速时段出现振动, 并引起方向盘抖动。判断时, 先架起驱动桥, 前轮加塞安全塞块, 启动发动机并逐步换高速档, 使驱动轮达到终试振动速度。若此时车身和方向盘都出现抖动, 则为传动系统引起的振动。因为此时前轮桥处于静止状态, 若达到终试振动速度, 汽车不出现抖动, 则振动的原因是汽车前桥部分存在故障。
希望大家看了这几种致使方向盘抖动的常见案例和处理办法后能够解决您汽车方向盘抖动怎么办的问题, 而且对您在行车用车过程中有帮助。
参考文献
[1]刘锋.汽车底盘拆装与维修实训[M].中国劳动社会保障出版社, 2012, 1.
[2]冷传广.汽车底盘构造与维修[M].中国劳动社会保障出版社, 2008, 4.
[3]朱军.汽车故障诊断方法[M].人民交通出版社, 2008, 10.
汽车方向盘的造型设计 篇6
1 汽车怠速方向盘振动原因分析
出现汽车怠速方向盘振动的原因, 可从三个角度进行分析, 首先可从激励源激励频率的角度进行分析, 发动机产生激励源是在往复惯性力的作用下引起, 大多数情况下, 都是以点火阶次为主。一般情况下, 乘用车发动机怠速转速都是在600-100r/min这个范围之内, 四缸发动机的激振平率则在25Hz左右。至于冷却风扇激励, 则是在力不平衡的作用下所形成, 以基频为主, 乘用车冷却风扇转速与乘用车发动机怠速转速相比, 其转速要高得多, 最多是在1 200-2 400r/min这个范围之内, 激励频率则为30Hz左右[1]。
其次, 从方向盘振动传递路径的角度进行分析, 路径主要有传动系统、发动机悬置系统以及排气系统。传动系统是发动机产生振动向转向节进行传递, 经过转向器等传动到转向柱, 再到方向盘;发动机悬置系统先是传递到车架或是车体中, 再向方向盘传递;至于排气系统则是发动机振动通过排气系统, 传递到车身, 从而造成方向盘产生震动。一般情况下, 转向系统的刚度受到向支撑梁系刚度、转向柱系刚度这两者的影响巨大, 几乎可以决定其刚度的大小, 当安置在方向盘的安全气囊质量较小时, 转向支撑梁与方向盘之间距离会有多间断, 其越短越好, 转向支撑梁与转向柱上下安装点, 这两者之间的距离则越大越好。
2 汽车怠速方向盘振动的有效控制对策
2.1 从振动源入手进行汽车怠速方向盘振动控制
解决汽车怠速方向盘振动的有效方式是对发动机的怠速目标转速进行适当的调整, 对不同转速环境下的方向盘振动进行测试, 试验时, 将发动机的转速控制在750~960r/min之内, 对每个转速方向盘的振动情况做观察, 通过观察可了解到, 当发动机转速不超过855r/min时, 方向盘的振动并不大, 大于855r/min时, 则出现很大的振动, 当转速到达925r/min, 方向盘已出现共振现象。因此, 为了控制汽车怠速方向盘振动, 只要将发动机怠速目标转速控制在855r/min以下, 就能避免汽车方向盘出现明显的振动[2]。但是, 发动机的转速若是降低, 必然会对汽车的性能造成一定的影响, 为了解决这一问题, 需要将前进挡的怠速目标转速控制在850r/min。
通过控制发动机的怠速目标转速来避免汽车怠速方向盘振动, 是一个理想的方法, 但是, 发动机怠速目标转速的降低, 又会引起其他的问题, 因此, 最好的办法就是将其转速设置为850r min, 可保证汽车的性能之外, 又可控制汽车怠速方向盘的振动。
2.2 从传动系统传递路径入手进行汽车怠速方向盘振动控制
通过传动系统传递路径进行汽车怠速方向盘振动的控制, 是采用驱动轴万向节来降低发动机所产生的激励力, 原车驱动轴移动节是六球DO型万向节的结构, 该结构具有很大的阻力, 如此大的阻力, 不可对发动机所造成的振动进行控制。但是, 可通过采用三销GI型万向节来解决这问题, 三销GI型万向节的阻力比较小, 完全满足汽车的相关要求。使用GI型万向节驱动轴达到降低方向盘振动的效果, 驻车挡明显下降, 前进挡的时候有所降低, 前进挡可采用驱动轴GI型的方式, 或是降低发动机目标转速的方式, 来保证振动效果, 但是, 这样方式却得不到认可。将这两种方式相结合进行测试, 当最大振动频率时, 振动值下降至0.08g, 振动在允许的范围之内, 但是驻车挡时, 会影响到汽车的性能, 此时又不可调整发动机目标转速, 因此, 需要对驱动轴万向节进行完善, 完善之后, 振动依然比较大, 需要进行进一步的控制工作, 才可达到理想的振动氛围。
采用传动系统传递路径的方式来控制汽车怠速方向盘振动, 主要是采用三销GI型万向节进控制, 但是在其他方面还需要进行改进, 才可达到理想的振动状态。
2.3 从转向系统入手进行汽车怠速方向盘振动控制
转向柱系统刚度较弱的主要原因是柱筒上轴承、转向柱这两者进行安装时, 这两部位存在面积较大的缺口, 由此造成刚度下降。因此, 需要在转向柱优化现有的结构上进行改进。进行模态实验, 可知, 若是方向盘的一阶垂直弯曲模态频率处在33.8Hz左右, 与原来的状态相比, 明显提高了很多。经过对驻车挡方向盘的振动进行测试, 可知, 若是只从转向柱入手, 将其加强, 那么, 振动峰值就会有所降低, 但是, 即便是降低之后, 振动依然不理想, 还是处于偏大的状态[3]。此时, 可将驱动轴节型进行改造, 将其改造为GI型, 或是适当加强转向柱, 这两种方法都可使方向盘振动得到改善。把前进挡发动机怠速目标转速调低, 驱动轴节型设计为GI型, 适当加强转向柱结构, 这三个方法都可将汽车方向盘怠速振动控制在合适的范围之内。
从系统的角度着手, 进行汽车怠速方向盘振动的控制工作, 是一个比较理想的方法, 对转向系统模态进行试验, 可找到系统刚度最弱的位置, 以此为根据进行系统的优化。
3 结束语
进行汽车怠速方向盘振动控制有利于行车的安全, 可从三个角度着手进行控制, 使方向盘振动控制在一定的范围内, 对驾驶员不造成影响。
参考文献
汽车方向盘的造型设计 篇7
汽车转向系统的振动是驾驶员通过方向盘可以直接感知到的敏感振动, 是影响整车NVH水平的重要因素, 它也直接影响整车的操纵稳定性、行驶平顺性及行驶速度等。近年来方向盘的振动问题一直是国内外学者研究的热门课题, Kim等[1]通过研究轮胎的非均匀性、轮胎气压以及路面-轮胎的激励力, 找到了方向盘振动的主要影响因素。Yu等[2,3]分析了制动扭矩波动和底盘振动传递灵敏度对方向盘振动的影响, 并进行了频域与时域的验证, 为分析方向盘振动提供了很好的方法。
汽车转向系统振动的主要表现形式为方向盘的摆振, 方向盘的摆振可分为低速摆振与高速抖动。低速摆振主要是由汽车怠速状态或低速行驶时发动机的低频激励引起的;高速抖动是由汽车高速行驶时路面激励、车轮动不平衡等引起的[4]。驾驶员在怠速状态下对转向盘的摆振最为敏感, 因此, 以往对转向系统的振动分析侧重于汽车怠速或低速状态下方向盘摆振的仿真优化分析, 通过优化方向盘的固有频率来改善方向盘的低速摆振, 解决方向盘的低速摆振问题无论是从试验还是仿真优化分析上技术均已成熟[5,6,7]。
方向盘高速抖动问题及其影响因素早已被研究者提出, 文献[8-9]从试验的角度对高速方向盘抖动问题进行了分析优化, 试验过程比较复杂, 消耗时间多, 增加了整车开发成本。本文提出了一种试验与仿真相结合的研究汽车高速行驶时方向盘抖动的分析方法, 并将其应用到国内某乘用车高速行驶时方向盘的抖动问题分析上, 实例证明了该方法的工程实用性。建立了高速状态下具有一定精度的转向系统有限元模型, 以试验测得的转向节处的加速度频谱为激励, 对方向盘高速抖动问题进行了仿真, 并从激励源和传递函数两个方面进行了分析。最后从普遍适用的传递函数方面对方向盘高速抖动问题提出改进方案并进行了验证。
1 方向盘高速抖动分析方法
采用传统的分析方法只能解决汽车怠速或低速状态下方向盘振动过大的问题。本文提出了一种解决汽车高速状态下方向盘抖动过大问题的有效分析方法, 该方法结合试验与仿真, 主要步骤如下。
(1) 建立精确的转向系统有限元模型。该模型包括方向盘、转向管柱、转向传动轴、IP梁、下摆臂、转向横拉杆、转向节和各种安装支架及加强结构等。
(2) 验证所建模型的精确性。将模型的仿真模态与其试验模态进行对比, 若固有频率相对误差在5%之内且振型相同, 则认为所建模型的精度是满意的;否则, 返回步骤 (1) , 对模型进行修正检查直到对比结果满意为止。
(3) 试验测试汽车高速行驶时转向轮左右转向节处的振动加速度频谱。
(4) 将测试得到的振动加速度频谱曲线作为激励输入模型的转向节处, 计算汽车高速状态下方向盘的频率响应函数。
(5) 根据计算的结果曲线, 理论上可以从激励源和传递函数[10]两个方面进行优化, 通过激励频率来寻找引起振动过大的最主要的激励源头, 然后设法控制此激励源, 但激励源一般无法避免;传递函数只跟系统本身有关, 要想减小传递函数值就要改善转向系统结构, 通过优化钣金件的厚度或其结构来达到优化目的, 优化方案最终通过试验验证。具体分析流程如图1所示。
2 高速行驶转向系统分析模型
仿真分析中, 建立有效且准确的有限元模型是后续分析的关键。传统的分析模型如图2a所示, 其部件较少, 模型简单;图2b所示即为本文提出的研究方向盘高速抖动的转向系统模型结构, 该模型相对复杂。两种模型的主要区别如下: (1) 本文模型更全面, 从方向盘到转向节之间的主要部件均有建模; (2) 本文模型细节处理更符合实际, 转向传动轴、转向节等实体部件均用实体网格模拟, 主要的缓冲部件 (如衬套等) 用弹簧模拟; (3) 计算方式不同, 方向盘高速抖动分析由激励输入得到响应输出, 而传统分析仅计算分析方向盘的固有频率。
1.方向盘2.IP梁3.转向管柱4.转向传动轴5.转向齿轮轴6.转向横拉杆7.转向节 (所示位置即所加激励的位置) 8.下摆臂
3 方向盘高速抖动优化数学模型
从以上分析流程看出, 可以从激励源和传递函数两个方面来解决方向盘高速抖动问题。汽车高速行驶过程中, 激励主要由车轮动不平衡引起。车轮动不平衡一方面由平衡质量块引起, 可以通过调节平衡块质量来改善;另一方面由车轮高速旋转引起的轮胎变形引起, 这是无法避免的。调节车轮平衡质量块一般通过试验完成, 不需要仿真分析。若从改善传递函数角度考虑, 则需要通过仿真来优化主要钣金件的厚度或结构, 最后通过试验验证。
解决方向盘高速抖动问题的实质就是减小方向盘的振动加速度。本文以汽车高速行驶时方向盘振动加速度为目标函数, 设为A () ;以转向系统的质量为约束函数, 设为m () ;以各零件的厚度为设计变量。其数学模型如下:
式中, freq为频率;drec为方向;xi为设计变量;M0为设计者需要约束的质量;xi (l) 为设计变量的下限;xi (u) 为设计变量的上限。
4 应用实例
国内某乘用车在90~120km/h的速度下直线行驶时, 其方向盘均有抖动现象, 当车速为110km/h时, 方向盘抖动最为严重。本文以方向盘抖动最为严重的110km/h典型车速为分析优化对象, 全面分析并解决该车方向盘高速抖动问题。
4.1 高速状态下转向系统有限元模型的建立
根据图2b中的模型结构, 建立国内某乘用车的高速状态转向系统的有限元模型[11], 如图3所示。
本模型包含节点65 453个、单元185 349个, 其中包括14 585个壳单元、170 230个四面体单元, 其余是Rbe2和弹簧单元。转向万向节用Cbar单元模拟;球铰链等连接均用Rbe2模拟, 根据实际情况放开相应自由度;主要部位的橡胶衬套用弹簧模拟。模型中所涉及的方向盘、转向节等实心部件均用四面体单元模拟;IP梁等板壳件用以四边形为主的混合单元模拟;模型中与车身相连的部位均已约束6个方向的自由度。
4.2 模型验证
4.2.1 模态仿真
计算出该转向系统的模态, 结果如图4和图5所示。
4.2.2 模态测试
利用锤击法测试转向系统的模态[12], 转向系统一阶模态和二阶模态的测试结果如图6和图7所示。
该转向系统的模态试验结果与仿真结果对比见表1, 可以看出, 一阶模态与二阶模态的试验结果与仿真结果相对误差均在可接受的范围 (5%) 之内, 对应的振型也均相同, 保证了所建转向系统模型的精度, 为后续研究奠定了可靠的基础。
4.3 转向节处加速度频谱测试
为了进一步分析, 需要测试该汽车高速行驶状态下左右转向节处的振动加速度频谱。选择测试转向节处的加速度频谱, 一方面是因为方便测试, 另一方面则是因为转向节接近底盘可以感受来自底盘等方面的激励。另外, 转向节位于转向系统的末端, 可以把受到的激励较全面地通过转向传动机构反馈到方向盘, 更加接近实际情况。
将所测试的转向节处的加速度频谱作为仿真分析中的输入激励, 其测试精度直接影响模型仿真精度。为了保证测试结果精度, 利用国外较权威的LMS test.lab NVH测试软件并设置频率分辨率为1Hz进行测试;测试中, 布点位置准确即测点位置与仿真模型中激励点位置基本保持一致, 加速度传感器所贴位置如图8所示;另外, 测试路面是平直的沥青路面, 避免了不良路面激励的干扰。
测得该汽车在转速v=110km/h的高速行驶状态下左右转向节处加速度频谱如图9所示。
4.4 方向盘高速抖动仿真分析
该车高速行驶时, 驾驶员在驾驶过程中可以明显感觉到方向盘抖动, 用试验的方法寻找抖动原因较麻烦, 并且会增加成本。在上文建立的有限元模型的左右转向节处输入来自底盘等方面的激励 (v=110km/h时的加速度频谱) , 以方向盘12点钟方向处为响应输出点进行频率响应分析, 分析结果如图10所示。
由图10可以看出, 当该车以110km/h的高速行驶时, 其方向盘在17Hz附近的振动加速度最大, 为0.12g。由上文模态分析结果可知, 17Hz并不是方向盘本身的模态, 而是转向系统中转向传动轴的一阶模态。因此, 只通过优化方向盘固有频率的传统方法不能解决这个问题。
振动响应由激励源、传递函数或由两者共同引起, 若由激励源引起, 就需要寻找激励源;若由传递函数引起, 就需要改变系统结构[9]。从图9可看出, 左右转向节测点在17Hz附近, 激励均出现峰值, 说明激励源可能是引起方向盘振动较大的一个因素。为了判断传递函数是否为引起方向盘抖动较大的一个原因, 在有限元模型左右转向节处加单位激励, 计算方向盘12点钟方向处的传递函数值, 结果如图11所示。
从图11可看出, 传递函数也在17Hz附近出现峰值, 说明方向盘的振动幅值是由激励源和传递函数共同引起的。转向节处所测得的激励源包括发动机激励、路面激励和车轮不平引起的激励等, 理论上可以通过调整车轮动不平衡来改善激励源, 但车轮因高速旋转变形也会导致车轮不平, 所以调整车轮平衡质量块的质量不一定会有效果, 这个方案在本文中不做讨论。本文将通过优化各零件的厚度来改善传递函数, 从而达到减小方向盘振动加速度的目的。
4.5 基于厚度的方向盘高速抖动优化
4.5.1 变量设计
本文的设计变量为主要板件的厚度ti, 主要设计板件的有限元模型示意见图12。在有限元模型中这些板件既有壳单元又有实体单元。实体单元的厚度优化处理起来比较困难, 为解决这个问题, 本文在实体部件的表面重新建立壳单元, 保证壳单元的节点与实体表面的节点重合, 通过优化此壳单元的厚度可间接优化转向传动轴的厚度, 如图13所示。图13中, 外部为壳单元, 内部为实体单元, 通过优化壳单元的厚度即可实现优化转向传动轴的厚度。各板件厚度原始厚度、设计上下限见表2。
1.转向传动轴2.IP梁3.转向管柱4.转向管柱与IP连接板1 5.转向管柱与IP连接板2 6.转向管柱与IP连接板3 7.IP梁左侧加强板1 8.IP梁左侧加强板
mm
4.5.2 目标约束
从图10可以看出, 方向盘17Hz处Z向的振动加速度最大, 因此, 以方向盘12点钟方向Z向17Hz处所对应的振动加速度最小为目标函数, 以优化后总质量不增加为约束函数。具体数学表达式如下:
其中, ti (l) 、ti (u) 分别为各板件的厚度变量的上下限, 具体数值见表2;质量分数m () 上限设定为1.0, 表示优化后整个转向系统的质量不增加。
4.5.3 优化结果及验证
优化结果如表2所示。做特殊处理的转向传动轴部件 (壳单元) 的优化值为1.78mm, 该实体的原始直径为17.5mm, 根据优化结果及工程实际将其调整为20.0mm, 其他部件均按表2做出修正。修正后, 将加速度传感器贴在图14所示的位置测试方向盘的振动加速度, 测点位置与仿真模型中响应点的位置保持一致。该汽车以110km/h的车速行驶时, 该方向盘的Z向频率响应函数的仿真结果和测试结果分别如图15和图16所示。
从仿真及试验结果可看出, 改变主要板件厚度后, 当车速为110km/h时, Z向振动加速度均有大幅度减小, 其中仿真值减小幅度约为52%, 测试值减小幅度约为49%。为了证明优化结果的适用性, 另外选择方向盘开始抖动的车速 (即90km/h) 进行验证, 如图17所示, 可以看出其Z向振动加速度也明显减小。事实上, 在测试验证过程中, 驾驶员已感觉不到方向盘抖动, 该车高速行驶过程中, 方向盘抖动问题得到成功解决。
5 结论
(1) 本文提出了一种研究汽车高速行驶时方向盘抖动的分析方法, 建立了研究方向盘高速抖动的转向系统模型。以国内某乘用汽车转向系统为例, 通过其试验模态与仿真模态对比来保证该模型的精度。
(2) 以试验测试高速行驶的汽车的左右转向节处的加速度频谱为激励, 仿真分析方向盘的高速抖动问题。通过对主要板件的厚度优化, 提出解决方案, 在优化过程中, 利用在实体单元表面建立壳单元的方法间接实现对实体单元厚度的优化。最后利用试验验证了优化方案的工程适用性, 成功解决了实例中某乘用汽车的方向盘高速抖动问题。
利用本文方法仿真分析方向盘高速抖动问题, 可以通过仿真来找出关键因素, 避免了重复试验所存在的盲目性, 可以高效准确地指导转向系统的设计。但本文中悬架、车轮定位参数等均未考虑, 后续的研究将进一步完善。
参考文献
[1]Kim K W, Park J B, Lee S J.Tire Mass Imbalance, Rolling Phase Difference, Non-uniformity Induced Force Difference, and Inflation Pressure Change Effects on Steering Wheel Vibration[J].SAE Paper, 2005-01-2317.
[2]Yu Jinghong, Nutwell B, Brickner B.Analysis of Vehicle Chassis Transmissibility of Steering Shimmy and Brake Judder:System Modeling and Validation[J].SAE Paper, 2007-01-2341.
[3]Yu Jinghong, Brickner B, Nutwell B, et al.Analysis of Vehicle Chassis Transmissibility of Steering Shimmy and Brake Judder:Mechanism Study and Virtual Design of Experiment[J].SAE Paper, 2007-01-2342.
[4]张永利, 许翔, 吴云.高速行驶时汽车方向盘摆振的控制[J].噪声与振动控制, 2011 (2) :56-58.Zhang Yongli, Xu Xiang, Wu Yun.Control on Steering Wheel Shimmy of the Car at High Speed[J].Noise and Vibration Control, 2011 (2) :56-58.
[5]Kim K C, Kim C M.Analysis Process of a Steering System Using a Concept Model for Idle Vibration[J].International Journal of Automotive Technology, 2008 (9) :337-346.
[6]谯万成, 张铭成, 刘旌扬.基于模态分析的汽车转向盘怠速抖动优化[J].汽车技术, 2011 (11) :27-30.Qiao Wancheng, Zhang Mingcheng, Liu Jingyang.Optimization on Shake of Steering Wheel when vehicle at Idle-speed Based on Modal Analysis[J].Automotive Technology, 2011 (11) :27-30.
[7]周萍, 于德介, 臧献国, 等.采用响应面的汽车转向系统固有频率优化[J].汽车工程, 2010, 32 (10) :883-887.Zhou Ping, Yu Dejie, Zang Xianguo, et al.Optimization of the Natural Frequency of Vehicle Steering System Using Response Surface Method[J].Automotive Engineering, 2010, 32 (10) :883-887.
[8]谭万军, 杨亮, 吴行让, 等.基于ODS与试验模态分析的方向盘摆振优化[J].振动工程学报, 2011, 24 (5) :498-504.Tan Wanjun, Yang Liang, Wu Xingrang, et al.Steering Wheel Shimmy Optimization Based on ODS Analysis and Experimental Modal Analysis[J].Journal of Vibration Engineering, 2011, 24 (5) :498-504.
[9]周宁, 李磊, 戴声良.汽车高速方向盘摆振问题整改[J].汽车工程师, 2011 (11) :49-51.Zhou Ning, Li Lei, Dai Shengliang.Research of Steering Wheel Swaying in High Speed[J].Automotive Engineer, 2011 (11) :49-51.
[10]蔡共宣, 林富生.工程测试与信号处理[M].武汉:华中科技大学出版社, 2006.
[11]Deytshel B W, Kanmivk R B.Improving Vehicle Response to Engine and Road Excitation Using Interactive Graphics and Modal Reanalysis Methods[J].SAE1990, 900817.
汽车方向盘的造型设计 篇8
关键词:LS-DYNA,方向盘轴柱,高能量速度成型法
0 引言
汽车吸能防伤转向机构是汽车事故和安全中非常重要的装置之一。美国和日本都已强制轿车安装吸能防伤转向机构。但很少有单位对吸能转向机构进行过充分、全面的研究。因此,对汽车吸能转向机构的研究和使用,把碰撞仿真方法应用到汽车吸能转向机构的研究之中是必要的。
压溃式方向盘转向柱就是一种有效的吸能防伤转向装置。它是使其自身在轴向方向上的刚度以及强度降低,在汽车碰撞中能发生轴向压溃,以吸收能量来增加驾驶员的生存空间。把轴柱的管壁加工成波浪形就是非常有效的一种方法。但是由于管壁较薄,不适宜用铸造的方式成型。锻造又很难使管件发生径向变形,静压加工的话产生的压力要十分大,成本很高。故提出一种新的高能量速度成型法来加工。
此方法的原理比较复杂,需要做大量的实验才可以找出加工所需要的条件,要耗费大量的时间与金钱。故本设计利用计算进行仿真分析,以分析结果作为基础,减少实验的次数从而节省成本。
本文中,通过对子弹以400m/s的速度打入水中成型时的子弹变形进行试验和数值研究,再现了子弹速度衰减过程和工件变形速度的过程,将不同子弹速度的仿真效果图与实际变形图进行了对比。为了提高效率,有利于大变形分析,计算则是采用显示中心差分法进行时间积分,采用集中质量矩阵M,运动方程的求解是非耦合的,采用单点高斯积分进行时间积分,人为控制沙漏模式防止沙漏变形。
1 试验
能量源头来自一颗高速的圆柱形子弹。把子弹以一定的速度打入水中,然后利用其激起的冲击波所产生的高压,瞬间把工件压倒模具上面,从而成型[1]。
高能量速度成型法的生产设备主要有枪管、气体减压舱、真空观察室、圆形水槽等零件组成,装配图如图1。
2 数值计算
2.1 基本方程
对于有限元法而言,运动方程的矩阵形式为
LS-DYNA采用显式中心差分法来进行时间积分,在已知0,……,tn时间步解的情况下,求解tn+1时间步的解,运动方程为:
式(1)中P(t)为外力向量矩阵,Fint(tn)为内力矢量,为单元内力和接触力之和,表达式为,单元的内力由当前构型的应力场的散度求得,H(tn)为沙漏阻力。
显式中心差分法是用条件稳定的,稳定条件为:
式(3)中,lmin为网格节点间最小距离,c为三次元体应力传播速度,α为衰减系数。
2.2 有限元模型的建立
有限元模型的建立是按实际设备尺寸进行建立的。子弹和工件的材料模型选用能够描述装实际工作时的加工硬化、应变率和温度软化效应的JOHNSON_COOK模型和EOS_GRUNEISEN方程[2],Johnson-Cook在大变形、高应变率和高温条件下的本构模型表达式为:
其中:ε为等效塑性应变,为无量纲应变率(一般取为1.0/s),而约化温度,其中Tr为参考温度(一般取为室温),而Tmelt为材料的熔点温度。当前温度T与材料变形的关系为T=Tr+e/cp,e为弹性模量,cp为比热。其他五个参数A、B、n、C和m均为材料常数。
Gruneisen状态方程为:
式(5)中,当v为常数时,p随e成线性关系。pr(v),er(v)可以看做v的已知函数,根据其形式不同,Gruneisen状态方程有着不同的形式。
对于绝热压缩过程,冲击状态方程变成如下的形式:
式(6)中:
其中,μ=ρ/ρ0-1,C0为Us-Up(冲击波速度-质点速度)曲线的截距,S为Us-Up曲线斜率的系数,λ为系数。
水的状态方程为:
P为压力,ρ为流体密度,C1=3.11GPa,C2=-4.43GPa,C3=50.6GPa,ρ0=1.0×10-6kg/mm3。
为减少模具的单元数目,减少计算时间。对于模具的建模,用单层的壳单元,附上刚性材料的属性,来代替实体单元。并采用1/4模型的方式,来进一步减少单元的数量。所有模型建立完成后导入Hyper mesh中划分网格,所有网格均用四边形与六面体。定义子弹速度,施加约束并定义单元属性。子弹密2.69×10-6kg/mm3,杨氏模量为70.3GPa,泊松比为0.345。输入七条应变率曲线[3]。CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID关键字把流体与固体单元耦合在一起。罚函数方式耦合方式。欧拉网格每两循环步输送一次,两阶精度算法,不考虑平滑[4]。设定终止时间为300μs。划分网格定义后如图2。
2.3 计算过程及仿真结果分析
打开LS-DYNA的主程序,输入从Hyper mesh输出的K文件,开始仿真计算。
为直观反映子弹冲击水形成压力波对工件进行加工的应力变化过程,选取具有代表各阶段的Von mises stress云图如图3-图8。
由数值模拟结果可以看出,结合子弹速度衰减图9和工件不同部分有效塑性应变图10,冲击过程大致可以分为五个阶段:第一阶段为子弹打入水中,子弹沿轴向高速运动,由于摩擦作用前部开始变形形成一个伞状的弹丸并开始减速。如图4,29μs的时候,子弹开始变形,速度减至大概325m/s。此时水由于受到冲击压力而形成球面波,以一定的速度向四周传播并作用于工件,工件表面也因冲击波大小不同而以不同速度开始变形但有效塑性应变都较小低于0.05MPa。在25μs时压紧模具且靠近子弹部分的工件以0-30m/s的速度开始变形。第二阶段为球面波不仅由子弹中心向四周扩散的同时也在渐渐衰减成平面波直至经过反射折射而衰减为零,在这个衰减的过程中形成对工件表面的硬化作用。如图5,在50μs的时候,子弹速度减为300m/s。靠近子弹部分工件变形速度较大,范围在5-60m/s。有效塑性应变最大部分达到0.16MPa。第三阶段,由于冲击波是在是封闭的水槽中传播,在冲击波经反射折射相互叠加作用于工件表面的过程中,使工件开始变形并贴紧模具,此时的工件变形速度也达到最大。如图6,在100μs的时候,子弹速度减至260m/s,相应子弹附近的工件部分的变化速度也达到最大,范围在2-70m/s。有效塑性应变最大部分达到0.28MPa。第四阶段由于冲击波来回反射折射形成的高速冲击波作用,被加工工件产生很高的压缩应力,成形时的有较小的反弹量变化,形成与模具一模一样的高精度成品。如图7,在150us时,子弹速度衰减约为245m/s,工件各个部分变形速度基本接近零,有效塑性应变最大部分达到0.3MPa。最后一个阶段即是子弹速度降为较低,工件加工成型。如图8,在200μs时,子弹速度衰减为170m/s,工件各个部分变形依然为零且应力分布均匀,有效塑性应变最大部分达到0.33MPa。
子弹从右边以400m/s的速度打入水中,子弹在水的摩擦力的作用下产生变形。实验前对子弹表面划线,划线原则严格按照仿真所画网格形状进行[5],子弹速度变化曲线与试验变形结果对比,如图11。对比结果表明,LS-DYNA软件计算结果与试验值吻合度高,使用Ls-DYNA进行设备仿真是可行的。
通过修改入口速度,对子弹以800m/s分别进行计算,最后的成型效果如图12。
子弹以400m/s的速度打入水中产生的变形相对较小,速度衰减慢。子弹以800m/s的速度打入水中产生的变形相对较大速度衰减快。但子弹结构都保持完整,对不同加工材质都可以进行加工,同时可以对工件加工长度进行相关预测。而且此种高速度能量成型法对不同材质均具有普遍性且意义重大[6]。
3 结论
通过实际试验和ANSYS/LS-DYNA和数值模拟两种方法,从机理上分析了子弹打水对工件进行加工的整个过程。子弹变形于试验效果吻合较好,再现了整个加工过程中子弹速度衰减过程和工件成型速度的过程以及不同工件不同部分有效塑性应变的变化工程。分析出成型后工件的应力分布情况,并以此确定后续的热处理方案。本设计中的模型,不但可以用于转向轴柱成型分析,对所有利用高速飞翔体产生压力的高能量速度加工法也有很大的参考价值。
参考文献
[1]胡習之.水中収束衝撃波の塑性加工への応用(2004).
[2]Livemore Software Technology corporation.LS-DYNA Version971 Keyword User's Manual[Z].Livermore Software Technology Corporation,2007(1):71-75.
[3]Cole,R.h.:Underwater Explosion,(1948),38-43,Princeton univ.Press.
[4]日本塑加学会:高エネルギー速度加工,(1990),26-27,42-46,コロナ社.
[5]山田敏郎.塑性と加工,18-192(1977),35-42.
汽车物流行业的发展趋势与方向 篇9
第一,从自身找问题。运输管理模式本身是不断变化的。实际上整车物流模式从上世纪90年代的“单向发运”,到目前的“双/多向对流”,在未来还会逐步向“节点运输”、“公铁水多式联运”的综合运输模式转变。然而在国内现在还没有能够运营这么大一个网络运输体系的专家,而这恰恰是我们现在亟需解决的问题。
第二,在整车运输过程中,储、运是一体的。在管理体系中,双方有着密切的内在联系。假设有1000台车辆运输车正在运送车辆途中,每台运输车能够装载10辆整车,就有10000台车的仓储量,即在途仓储。因此,实时的仓储管理和实时库存管理,也会成为企业增加流动资金的一大利器。
第三,全球化。“一带一路”是国家给汽车物流的一条出路。中国的汽车产销量位居世界第一,但是从出口的比例来说,仅占销售总量的4%,相比德国的7 3 % ,说明我们还有相当大的国际市场可以挖掘,从而带动整个汽车物流的发展。而“一带一路”则是实现这一目标的重要条件和契机。
第四,发展后市场。目前中国汽车物流的后市场尚不健全,发展空间很大。在未来也会成为汽车物流企业的重要赢利点。
第五,发展汽车电商,建立在汽车电商领域的核心优势。直销和电商的发展速度会给汽车物流行业带来更多的空间。汽车电商目前正处在不断发展的阶段,京东和阿里巴巴今年相继投入到汽车电商领域,实际上代表了一种趋势。
现在国家正在提倡全民创业和互联网+ ,像小米、乐视、苹果、腾讯、阿里、百度这些互联网企业目前最红火的业务就是互联网汽车,那么对于汽车物流企业而言,这些互联网企业就是下一个用户。汽车物流行业的发展方式随时都发生着变化,因此只有抓住了全民创业和互联网+的发展契机,才有望度过寒冬,迎来汽车物流发展的下一个春天。
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