转向管柱相关知识
2012.7.26
一．方向管柱
1. 方向管柱的定义：将方向盘上力矩传递给转向器的连接装置。
（注：方向盘由螺母或由花键固定）
2. 方向管柱的基本功能
A． 传递力矩
B． 提供能量吸收装置保证安全
C． 附属功能，譬如：方向盘角度调整、点火开关钥匙、转向防盗锁、喇叭电路、雨刮、
转向灯、钥匙驻留报警开关、制动—变速内锁系统、巡航控制器、线性换挡机构等
3. 方向管柱种类
A． 整体式：由GM提出
B． 组合式（CSS）：也是由GM提出
4. 方向管柱的调整装置
A. TILT(摇头调节)：调整管柱上部，使方向盘垂直运动
B. Rake（倾斜调节）：使管柱绕下支点摆动，改变管柱角度
C. 摇头与可伸缩调整：沿着轴线可以伸缩
D. 标准管柱：所有位置固定，不可调
E. 变速机构（同心整体式、组合式、线性）
5. 方向管柱的防盗系统
6. 方向管柱的套筒总成（？）
7. 方向管柱的倾斜调整机构
8. 方向管柱的伸缩机构（典型值：50mm）
9. 方向管柱的转向轴
A. 两段式，采用注塑连接
B. 三段式，上、下叉和管
10. 三类试验假人（a.头胸腹用橡胶，无手肩颈关节b.头胸腹弯曲不像人，有关节c.像人）
二．中间轴
1. 性能试验：间隙、噪声、振动、尖叫、转动扭矩、摇动扭矩、扭转刚度、方向控制
2. 可靠性试验：扭转刚度、转向性能、轴承摇动力矩、轴承间隙、轴向滑动载荷、转动力、
联轴节的轴向刚度
三. 转向系统
参考资料
1. 方向管柱入门ppt（汽车转向系方向管柱基础）
2012.7.27
领域6--情景一汽车转向系统故障诊断与维修
无 根据维修手册列出 拆卸步骤
在拆卸步骤后面写 上拆卸工具
参考修正
一次 资讯 决策
计划
实施
实施
• 按制定的计划，从整车 拆卸转向管柱
• 实施结果填在项目单上 • 实施完毕后每小组汇报
汇报
• 小组选专人汇报 • 思路清晰，简单明确
点评
转向操纵机构检查项目：
二次 资讯
计划
实施
1、检查转向柱有无弯曲 2、安全联轴节有无磨损或损坏 3、检查转向节是否有疲劳裂纹 4、检查转向节油封是否良好 5、检查转向节轴承是否磨损严重
请在此插入图片
一次 资讯
决策
计划
实施
提问： 转向管柱组成及拆Biblioteka 注意事项一次 资讯决策
计划
实施
讨论： 拆卸转向管柱的注意事项
一次 资讯
决策
计划 实施
5分钟
制定
• 分组 • 每组选组长 • 教师分任务 • 明确组内工作 • 准备工量具等 • 记录相应工作
汇报
• 小组选专人汇报 • 思路清晰，简单明确
项目一 转向管柱的故障检查与维修
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开课
客户：转动方向盘有“咯咯”的响声 初步判断：声音从转向操纵机构发出， 决定对转向操纵机构进行拆检 。 实际检查：？
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一次 资讯
决策
计划
实施
分析转向操纵机构：
1、转向操纵机构的组成及各零部件名称 2、转向操纵机构及各零部件的功能 3、分析操纵机构及零部件之间的连接关系 4、拆卸转向管柱的注意事项
开课 客户：转动方向盘很沉重 初步判断：转向器问题，决定对转向器 进行拆检 。 实际检查：？
请在此插入图片
汽车底盘构造与维修图解教程 第四章 转向系统
No.10036
二、动力转向系的基本组成
尽管动力转向系结构形式有多种，但它们都有两个主要部件，就 是液压泵和转向器。它们之间通过高压软管连接（如图4-8）。液压 泵由曲轴带动的传动带驱动工作，如图4-9所示，使油压升高，从而 保证操控转向器所需的压力油。
No.10036
No.10036
No.10036
No.10036
图4-23 反力控制式电控液力转向系
No.10036
二、电控电动转向系统
电动转向就是利用电动机作为转向辅助动力源的动力转向 系统。电动转向易于实现微机控制，可以通过编程提供不同需 求的理想的动力转向特性，电动转向系统轻便、紧凑、可靠。
电控电动转向系组成与工作原理：电控动力转向系由机械 转向系统、电动机驱动机构和电子控制装置组成。 电动机驱动机构包括电动机、离合器减速器和助力齿轮等。电 动机输出的转矩由减速齿轮减速放大后通过万向节带动转向器 中的助力齿轮，驱动齿条运动为车轮转向提供助力。
No.10036
No.10036
第三节 动力转向
一、动力转向的功用 二、动力转向系的主要组成 三、整体式动力转向器 四、控制阀 五、齿轮齿条式动力转向
No.10036
一、动力转向的功用
在机械式转向系中，转动转向器所需的力，全部由驾 驶人员提供。唯一的优点是通过改变转向传动比获得。在 许多汽车，尤其是重型汽车上，采用动力转向来降低驾驶 人员的劳动强度。动力转向系是通过减小转动转向盘所需 的力，来降低驾驶员的疲劳程度从而提高行驶过程中的安 全性。动力转向系可采用转向摇臂式转向器或齿轮齿条式 转向器。
各种转向盘和转向管柱的不同之处有：吸能式或可伸缩式 转向管柱、倾角司调式转向盘、转向角锁止器，以及转向信号 灯和闪光器控制开关的位置。
转向管柱焊接结构件的产品特性与制造特性分析
１４０ ） 苏羽平 ５８０
其转 向管柱都被设计成各种形式 的焊接结 构件 ，我公 司 生产的系列汽车转向器中就有数十种转 向管柱焊接结构
件 。图 ｌ 所示 为不同结构 的焊接结 构件 ，经过我们 的分 析研究 与试生产试验 ，认 为这些转 向管柱焊 接结构件 都
直接形成后焊接到转向管柱上后 演变而来的 ，然而 由于
释放 焊接 应力而进行的焊后处理 的前 提下 ，准确可靠 地
汽车转 向器产品特性的要求 ，故转 向管柱焊 接结构件 与
整车 的 安 装 连 接 尺寸 公 差 极 严 ，既 没 有 采 用 Ｇ ／ ＢＴ
— —
支架等其他组件不正常设计结构 的焊接。这是转 向管柱
焊接结构件超常规设计 的一大特点 。
２ 高标准的双重焊接质量要求 ．
按照公安部和汽车标准要求 ，转 向器 为 Ａ类保安元 件， 对产品的安全性 、可靠性 标准要求极 高 ，故转 向管 柱焊接结构件除必须满足产品特性要求 外 ，还必须可靠
图 ｌ ３０ 转向管柱组件 ６５ Ｃ
１ 组合开关支架 ． ２ 组合开关罩支架 ． ６ 转向管柱上支架 ． ３ 点火开关支架 ４ 支架 ５ 组合开关罩下支架 ． ． ． ７ 管柱 ． ８ 转向管柱下支架 ．
一
转向管柱焊接结构件的六大特点
在保证产品性 能的前提下 ，其总成的重量在设计 上都有 严格的要求 ，因而汽车转向器产品也不例 外 ，这样最直
管柱 零 件 就 采 用 了冷 ２＿ ３ ｏ ＿ ４高 ×１高一 Ｇ ／ ８ ６ — Ｂ Ｔ ｌ２
这 中间在产品图样的标定上 就存在着适用对 象与采 用级 别不等 同的两种差异性 的区别 ，然而令工艺 人员最不能 理解 和不能接受 的是 ，各冲压件在变成焊接 组件被焊接 到转 向管柱焊接结构件以后产 品的一致性 ，可靠性和生产 的稳定性 ，达到工 程 监察标准后才能进入大批量 生产阶段 。
QCT218-1996汽车用转向管柱上组合开关技术条件
前 言本标准是对汽车行业标准ZB／T T36 014一90《汽车用转向管柱上组合开 关技术条件》进行的修订。
原标准在内容和结构上基本上是成功的，本次修订在原标准的基础上，对 使用过程中发现问题的部份内容作适当修改、完善。
以日本标准JISD1605一1988《汽车用转向信号开关的性能》及JISD1601 一1990《汽车部件振动试验方法》为主要参照对象对标准进行了修改。
本标准格式按GB／T1.1～1993《标准化工作导则第1单元：标准的起草与 表述规则第1部分：标准编写的基本规定》要求编写。
修订的主要内容说明如下：关于振动试验问题，原标准引用ZB T35 001，在执行过程中发现不合理之 处，经专题研究及验证工作，现决定按日本标准JIS D1605一1988及JIS D1601 一1990规定修订。
外形尺寸检查，明确为“对使用性能有直接影响的外形、安装及连接尺寸”。
对转向柱锁技术条件和试验方法明确了相关标准。
考虑批量生产的特点，取消了出厂检验的绝缘电阻检查项目，在型式检验中 进行。
本标准由机械工业部汽车工业司提出。
本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
本标准由华阳电工厂负责起草。
本标准主要起草人：夏永忠。
本标准从生效之日起代替ZB/T T36014一90。
中华人民共和国汽车行业标准 QC／T 218一1996汽车用转向管柱上组合开关技术条件 代替ZB／T T36 014 一901 范围本标准规定了汽车用转向管柱上组合开关的技术要求、检验规则和试验方 法等。
本标准适用于安装在汽车转向管柱上的组合开关（以下简称“组合开关”)。
2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
在标准 出版时，所示版本为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用 下列标准最新版本的可能性。
GB2423.4一81电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验 方法GB 2423.17一81电工电子产品基本环境试验规程试验ka：盐雾试验方 法GB 2828一87逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB 4094—94汽车操纵件指示器和信号装置的标志JB 2864—81汽车用电镀层和化学处理层ZB T36 009一89汽车电器接线柱标记QC／T 29028一91汽车用带点火开关的转向柱锁性能试验方法QC／T 29029一91汽车用带点火开关的转向柱锁技术条件3 定义本标准采用下列定义：3．1 转向管柱上组合开关安装在汽车转向管柱上，由两个以上用以控制汽车的灯光、信号、操纵电器 等部件的开关组成的装置。
转向系统基础知识培训培训课件
■合用车型：轿车、SUV、MPV、PK、小型卡车、中小客车
循环球和齿轮齿条动力转向器对比表
项目
循环球
齿轮齿条
传 动 结 构 方 式 2螺 级杆 传螺 动母 、-输齿出条为齿扭扇矩
齿轮齿条 1级传动、输出为力
性能特点
效率高、操作平滑、 强度高
刚性高， 转向手感强。
适用车型
商用车： 重、轻型卡车，中大
型客车。 乘用车(非独立悬 架 ） ： SUV、PK等
转向油罐
转向泵
转向柱
方向盘
转向油管
中间轴 齿轮齿条转向器
8
三.转向系统旳构成-循环球式
循环球式转向器 9
三.转向系统旳构成-CEPS
电机
中间轴
转向柱
扭矩传
一.转向系统旳定义及功能 二.转向系统旳分类 三.转向系统旳构成 四.循环球式转向器 五.齿轮齿条转向器 六.电动助力转向
2. 转向时，从管柱部旳回转力经过花键传向输 入轴，但是，因为车轮旳反力[回正力]，齿轮 轴和输入轴之间产生一种相正确扭动。根据这 个相位差，槽部旳左右两端旳开口也就产生了 一种右>左旳开口面积差，流量也变大，因为 这个，液压缸内部产生了一种同步流入旳流量 差，同步对从左液压缸返回旳油旳回油侧开口 面积也变大。此时活塞环左右两端旳压力差上 升，因为左右压力差产生了液压助力。
四.循环球式转向器-工作示意图
14
四.循环球式转向器-转阀工作原理
1.汽车直线行驶时，转阀处于中间位置，转向 油泵旳油液从动力转向器壳体进油口经阀体旳 进油道流进阀体和转阀之间。因为转阀处于中 间位置，进入旳油液分别经过阀体和转阀纵槽 槽肩形成旳两边相等旳间隙、阀体油道，流进 转向动力缸旳左、右腔室，使两腔油压相等， 在中间平衡位置，不起转向及转向助力作用。 与此同步，流进阀体和转阀之间旳油液还经转 阀旳回油孔汇集于转阀内腔旳回油道，最终经 转向器壳体回油口流回转向油罐。
凯美瑞方向机管柱缓冲齿轮更换教程
凯美瑞方向机管柱缓冲齿轮更换教程
凯美瑞方向机管柱缓冲齿轮更换教程：
1. 首先，确保车辆处于安全停放状态，切断车辆电源。
2. 打开车辆前引擎盖，用扳手或皮带扳手拆下电瓶的负极连接螺栓，松开接地线。
3. 检查方向机缓冲齿轮的位置，通常位于方向机管柱顶部。
使用扳手或扭力扳手拆下缓冲齿轮上的定位螺栓。
4. 将旧的缓冲齿轮从方向机管柱上拆下。
5. 将新的缓冲齿轮放置到方向机管柱上。
6. 用扳手轻轻拧紧缓冲齿轮上的定位螺栓，确保其安全固定到位。
7. 再次检查缓冲齿轮的位置，确保其正确安装。
8. 拧紧电瓶的负极连接螺栓，确保电瓶重新连接。
9. 启动车辆，测试方向盘是否正常工作，确保缓冲齿轮已成功更换。
请注意，如果您对于汽车维修不熟悉或缺乏经验，强烈建议将此任务交给专业的汽车维修技师进行操作，以确保安全和正确性。
DFMEA-电动转向管柱总成
转向舒适性
功能
RPN
转向回正差
需手动回正 转向控制策 ECU控制上增 略无回正补 加回正补偿 偿
程序完善，整车匹 4 配验证
3
84
传感器增加角 度信号，实现 主回 正功能
修改助力曲 线 整车匹配、装车验 证 3 整车匹配、装车验 证 2 42 重新选择阻尼 、摩擦补偿控 制策略 重新选择阻 尼、摩擦补 偿控制策略 修改助力曲线 7 2 2 28
响应波动
在实车上进 电机控制参 行匹配后调 数不匹配 整PID控制参 数 发飘，没有路 感，顾客对产品 不满意 方向盘偏重，顾 客对助力不满意 方向盘重，顾客 对产品不满意 7 控制程序设 整车运行试 计不合理 验 控制程序设 整车运行试 计不合理 验 出厂性能检 测 控制器失效 整车运行试 验 EPS总成空载 转向系统摩 转向力矩控 擦力大， 制 转向回正差 需手动回正
2
总成性能100%检 测；装车验证
2
28
助力过大
2
整车匹配、装车验 证 整车匹配、装车验 证 整车匹配、装车验 证
2
24
整车匹配、装 车验证 整车匹配、装 车验证 整车匹配、装 车验证
助力过小
2
2
24
无助力 转向舒适性
2
2
28
3
空载力矩100%性能 检测
1
21
系
统：
底盘 转向系统 电动转向管柱总成 设计职责： 关键日期: 编制人： FMEA日期（编制）： FMEA日期（修订）：
1
产品型式试验
3
27
各连接部位 车辆失控，存在 失效，失去 安全隐患 转向功能
9
1
静扭、疲劳试验
3
卡车基本构造ppt课件
它的作用如下：
1）. 作为变速器的辅助机构，可以使换档轻便。 2）. 使汽车起步和加速平稳。 3）. 作为保险机构，可以限制发动机及传动系
受过大负荷而损坏。
4）. 便于启动发动机。
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8
离合器的操纵机构
离合器操纵机构根据结构特点分为机械式、液压 式、气压式三种。按照分离离合器时的能量来源， 分为人力式操纵、助力式操纵和动力操纵三种。
ABS电磁阀
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25
转向系统
功能及组成：转向系统是用来改变汽车的行驶方 向和保持汽车直线行驶的，它由转向控制装置、 转向传动装置、转向车轮和转向供能装置组成。
精选PPT课件
26
转向控制装置包括方向盘、转向管柱、转向传动轴、 转向器等。
转向传动装置包括转向垂臂、转向直拉杆、转向节 臂、转向梯形机构等。
1
1、前转向灯 2、前雾灯 3、辅助远光灯
2
3
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34
驾驶室部分： 1
室内灯
2 1、示廓灯 2、车速灯（车速20、40、60） 侧转向/标志组合灯
踏步灯
精选PPT课件
35
驾驶室后侧部分： 2
1
1、后反射器 2、后组合灯：包括后位置灯、后转向灯、 制动灯、倒车灯、后雾灯、牌照灯 3、后雾灯
3
精选PPT课件
36
蓄电池总成
蓄电池
精选PPT课件
37
雨刮、洗涤系统总布置图
连动杆总成
雨刮电机总成
刮臂总成
洗涤液罐总成
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38
空调系统底盘组件总布置图
空调压缩机总成
冷凝器带风扇总成
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汽车构造(下)汽车转向系 转向操纵机构与传动机构
2011-6-20
8
转向传动机构-与非独立悬架配用的转向传动机构 转向传动机构 与非独立悬架配用的转向传动机构
汽车构造
布置： 布置： 1）后置式 前桥仅为转向桥，将转向梯形布置在前桥之后（如CAl091）。 前桥仅为转向桥， ）后置式—前桥仅为转向桥 将转向梯形布置在前桥之后（ ）。 2）前置式 在发动机位置较低或转向桥兼为驱动桥的情况下，为避免运动干涉， 在发动机位置较低或转向桥兼为驱动桥的情况下， ）前置式—在发动机位置较低或转向桥兼为驱动桥的情况下 为避免运动干涉， 通常将转向梯形机构布置在前桥之前。 通常将转向梯形机构布置在前桥之前。 3）转向直拉杆横置 借助球头销直接带动转向横拉杆，从而推使两侧梯形臂转 借助球头销直接带动转向横拉杆， ）转向直拉杆横置—借助球头销直接带动转向横拉杆 如北京BJ2020N型越野汽车）。 型越野汽车）。 动（如北京 型越野汽车
球头座
接转向节臂 球头销
2011-6-20
接转向摇臂
7
与非独立悬架配用转向传动机构 非独立悬架配用转向传动机构
汽车构造
③转向横拉杆 它是转向梯形机构的底边。 它是转向梯形机构的底边。转向横拉杆由横拉杆体和装在两端的横拉杆接头 组成，两端的接头结构相同，其中，球头销的尾部与梯形臂相连。 组成，两端的接头结构相同，其中，球头销的尾部与梯形臂相连。 弹簧保证两球头座与球头紧密接触，并起缓冲作用，其预紧力由螺塞调整。 弹簧保证两球头座与球头紧密接触，并起缓冲作用，其预紧力由螺塞调整。 两接头借螺纹与横拉杆体联接。接头螺纹部分有切口，故具有弹性。 两接头借螺纹与横拉杆体联接。接头螺纹部分有切口，故具有弹性。接头装 到横拉杆体上后，用夹紧螺栓夹紧。 到横拉杆体上后，用夹紧螺栓夹紧。 横拉杆体两端的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后， 横拉杆体两端的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后， 转动横拉杆体，即可改变转向横拉杆的总长度，从而可调整转向轮前束。 转动横拉杆体，即可改变转向横拉杆的总长度，从而可调整转向轮前束。
EPS 转向管柱总成碰撞性能分析
Vol .8No .1Mar .2011邵阳学院学报（自然科学版）Journal of Shaoyang University （Natural Science Edition ）第8卷第1期2011年3月文章编号：1672-7010（2011）01-0041-030前言汽车电动助力转向系统（Electric Power Steer,简称EPS ）是一种新型的转向系统．对EPS 转向管柱总成的碰撞安全性研究是汽车发生二次碰撞时为减少对驾驶员伤害作用而对转向管柱能量吸收性能进行的研究．本文中的EPS 的吸能机理是通过上下套管之间的相互摩擦力来吸收能量，上、下套管的过盈量不同，其吸能效果不一样[1]．在转向管柱的不完全碰撞试验中，转向管柱支撑于车身上，方向盘与转向器管柱相连，然后物体撞向转向器的轴．其碰撞力来自于驾驶员胸部的接触力．根据GB11557-1998《防止汽车转向机构驾驶员伤害的规定》，方向盘中心的位移量向后窜动量不能超过127mm ，以保证对人体伤害不至唐宁1，周廷明2，陈志刚1，李梦奇1，刘志辉1（1.邵阳学院机械与能源工程系，湖南邵阳422004；2.株洲易力达机电有限公司，湖南株洲412000）摘要：为提高电动助力转向器的转向柱的碰撞安全性能，以电动助力转向器中的上、下套管为研究对象，应用动态显式有限元方法，在A N SY S/L S-D Y N A 软件平台，对其建立模型并进行有限元分析，仿真结果表明，过盈量为0.05m m 时，转向柱的最大的Z 向位移量满足G B 11557-1998的要求．关键词：车辆工程；碰撞；转向管柱总成；有限元中图分类号：U463.99文献标识码：ACollision Analysis of Steering Column Assembly on EPSTANG Ning 1，ZHOU Ting-ming 2，CHENG Zhi-gang 1,Li M eng-qi 1,LIU Zhi-hui 1Abstract:To improve the collision safety CAE analysis of steering column on EPS,taking the upper and lower volume on EPS as the research object,this paper makes the design by the method of dynamic finite element,which is based on the ANSYS/LS-DYNA software.the model is established and then the finite element is analyzed.The results show that,when the surplus between the upper and lower volumn is 0.05mm,the maximum level of the displacement in Z direction meet the requirements of GB11557-1998．Key words:vehicle engineering;collision;steering column assembly;finite element收稿日期：2010-12-20作者简介：唐宁（1983-），男，湖南郴州人，邵阳学院机械与能源工程系助教,硕士，从事汽车碰撞及结构CAE 分析.E-mail:shijian138@ ．EPS 转向管柱总成碰撞性能分析（1.Department of Mechanical and Energy Engineering ，shaoyang University,Shaoyang ，Hunan 422004；2.Zhuzhou Elite Electro Mechanical Co.Ltd ，Zhuzhou 412000）于过大.故可以以套管轴线的位移量作为改进的依据.原EPS转向管柱总成试验后轴向位移量在180mm左右，不满足标准，本文在对原EPS的管柱总成的几何尺寸进行改进的基础上，将转向系统看成是一个省略了方向盘，由上套管，下套管过盈装配组成的完整系统．按照汽车转向柱的碰撞试验要求，利用ANSYS/LS-DYNA软件，以改进后的结构建模并按ANSYS中模型简化的要求，对转向管柱进行了简化，建立了转向管柱有限元模型并进行结构分析，计算，计算结果表明，改进后的管柱总成吸能性能符合标准，并能有效减少碰撞时转向系统对驾驶员的伤害．1转向管柱总成的结构EPS三维模型在PRO/E软件中建立，通过IGES文件导入ANSYS,经过删除不必要的零件，得到如图1所示的转向管柱总成的三维几何模型由图1可见，转向管柱总成由上，下套管过盈配合组成，转向柱通过轴承安装在套管内．2有限元模型的建立2.1下套管的建立根据转向管柱总成的吸能机理，将转向系统看成是一个省略了方向盘，由上套管，下套管过盈装配组成的完整系统．所以忽略上下传动轴，只建立上，下套管结构．由图可见，下套管结构复杂，本文通过IGS文件导入ANSYS中做相应修改后进行网格划分．下套管直径为32mm,长为130mm，材料为Q215B,抽壳后采用Hughes-liu壳单元划分，材料模型为双线性等向强化弹塑性（BIOS）,材料参数如表1：下套管上共有12块加强筋，其中纵向为3块，周向布置4块，这是转向管柱构成过盈配合进行碰撞吸能的主要部件，加强筋的厚度不同，布置方式不同，过盈量就不同，吸收能量的大小也不同，改进后厚度都定为2mm，过盈量为0.05mm．改进后的尺寸如图2（a）(b)(c) (a)11mm×3mm;(b)19mm×3mm;(c)37mm×3mm下套管的有限元模型如图32.2上套管的建立由图1知，上套管结构分为上下两端直径不同的套管，且有很多细节结构，比如小孔，导圆，凸台等，按照ANSYS模型简化的原则，将上套管简化为直径不变的套管，通过扫略的方式直接在ANSYS中建立一个圆柱面．如图4，上套管直径为34mm,长为215mm，材料为Q215B,抽壳后采用Hughes-liu壳单元划分，材料图4上套管有限元模型Fig.4the FEM model of the upper volume邵阳学院学报（自然科学版）第8卷42表1材料参数Table1material parameters图2加强筋的尺寸Fig.2dimension of different ribs图3下套管有限元模型Fig.3the FEM model of the lower volume 图1转向管柱总成的结构Fig.1The structure of the steering column assembly唐宁1，周廷明2，陈志刚1，李梦奇1，刘志辉1：EPS转向管柱总成碰撞性能分析第1期43模型为双线性等向强化弹塑性（BIOS）,材料参数同下套管．2.3仿真模型的建立利用相对运动的观念建立仿真模型，仿真模型如图5，假设下套管冲击上套管，重物通过在下套管端部加载质量单元mass21代替，质量为45Kg．下套管的初始速度取为4420mm/s上，下套管之间采用STS接触类型，接触参数为：静摩擦系数为0.15,动摩擦系数为0.1,接触刚度罚因子0.1．计算时间设为0.04s,上套管端部固定，下套管只有Z向自由度．有限元模型如图3计算结果模型在t=0.03s时下套管完全穿过上套管，完成整个计算．y方向位移计算结果如图6第一个加强筋与上套管相作用时直径方向（Y向）的变形量如图7上，下套管轴线（Z向）的位移量如图8由图8可见，在t=0.03s时，下套管最大的位移量为125mm,即改进总成尺寸参数后套管轴向位移量降至125mm,这一结果在随后的实车碰撞试验中得到验证，证明转向管柱总成结构参数是满足设计要求的．4结论通过对EPS转向管柱总成的碰撞性能的仿真分析，尤其是通过反复试验对加强筋不同尺寸的仿真计算，得出结论如下：(1)通过改变和控制加强筋厚度可以改变上、下套管之间的过盈量，来达到提高转向管柱的吸能性能的目的．经过反复试验，最终把厚度设为2mm,此时过盈量为0.05mm,经过试验，套管轴向位移为125mm,满足标准的要求．(2)通过改变加强筋的尺寸和布置方式，可以实现转向管柱的轻量化，节省材料，降低成本．参考文献：[1]甘纯刚.C型电动转向器转向柱碰撞机理研究[D].武汉：武汉理工大学，2008.[2]白金泽.LS-DYNA3D理论基础与实例分析[M].北京:科学出版社，2004.[3]何涛，杨竞，金鑫，等.ANSYS10.0/LS-DYNA非线性有限元分析实例指导教程[M].北京：机械工业出版社，2007.[4]尚晓江，苏建宇.LS-DYNA动力分析方法与工程实例[M].北京:中国水利水电出版社，2006.图8z方向位移云谱图Fig.8The displacement in zdirection图5有限元模型Fig.5the FEMmodel图6y方向位移云谱图Fig.6The displacement in ydirection图7第一个加强筋y方向位移云谱图Fig.7The displacement in y direction of the first ribs。