畢業(yè)設(shè)計（論文）-乘用車轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗裝置的設(shè)計.doc

上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 乘用車轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗裝置的設(shè)計各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計圖紙摘 要隨著汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車的安全性越來越重要。轉(zhuǎn)向柱作為汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的重要組成部分，既要有吸能防傷裝置來保護(hù)駕駛員，減低轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員的傷害，又要穩(wěn)妥的固定并支撐轉(zhuǎn)向盤。因此許多國家都制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。生產(chǎn)廠商也根據(jù)國家的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制定了針對自己產(chǎn)品的各種標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。本文主要論述了乘用車轉(zhuǎn)向柱徑向彈性實驗臺架設(shè)計的理念，依據(jù)上海大眾轉(zhuǎn)向柱總成強(qiáng)度和功能要求，合理設(shè)計安裝在試驗車內(nèi)部的試驗臺架。將原有臺架改進(jìn)，使其結(jié)構(gòu)簡潔、安裝操作方便，且能夠根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的不同位置調(diào)節(jié)臺架，以便對不同位置的轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行徑向彈性試驗；利用改進(jìn)后的加載裝置進(jìn)行徑向加載，減少安裝誤差帶來的測量偏差；運(yùn)用千分表以及激光位移傳感器代替原來的拉線式傳感器，提高測量轉(zhuǎn)向柱徑向位移的精確性，并最后記錄試驗數(shù)據(jù)，繪制出載荷與位移關(guān)系圖。設(shè)計中運(yùn)用autocad進(jìn)行工程圖的繪制。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向柱，安全性能，徑向彈力，試驗臺架，精確測量the design of the automobile steering column radial elasticity test gantryabstractwith the rapid development of automobile technology, the safe of cars is more and more important. as the important part of steering control mechanism, steering column not only protect drivers against steering control mechanism by the design of guard drivers and absorbing engery,but also firm support and fix steering wheel.so many countries constituted a lot of relevant rules of law and standard which control the manufacture of cars.according to countrieslaw and standard,many auto factories have also their own test standards an laws.the task to the paper is to design the automobile steering column radial elasticity, according to the test standard, svw tl 82225: 2002-10, which of the steering wheel.the design is in testing auto and must be layed reasonably.the improved design have a simple structure and is setted conveniently.it can be adjusted with the steering wheel in different place.the improve about the set of loading force can increase the accuracy of measure. the micrometer and the laser sensor can exactly measure the data of displacement.in the process of the design, paint engineering drawing by software autocad .key words: steering column, safety, radial elasticity, test gantry, accuracy乘用車轉(zhuǎn)向柱徑向彈力試驗裝置的設(shè)計胡穎灝 0611032530 引言汽車作為現(xiàn)代化交通工具，在給人們的生活帶來便利與樂趣的同時，也因其引起的交通事故給人類的生命和財產(chǎn)帶來極大的威脅和傷害。因此，汽車的安全性是汽車廠商、消費(fèi)者及政府部門高度關(guān)注的問題。汽車的安全性可劃分為主動安全性和被動安全性。主動安全性是指汽車能夠識別潛在的危險自動減速，或當(dāng)突發(fā)的因素出現(xiàn)時，能夠在駕駛員的操縱下避免發(fā)生交通事故的性能；被動安全性是指汽車發(fā)生不可避免的交通事故后，能夠?qū)噧?nèi)乘員或行人進(jìn)行保護(hù)，以免發(fā)生傷害或使傷害降低到最小程度。交通事故原因的統(tǒng)計分析表明，以預(yù)防事故發(fā)生的主動安全性只能避免5的事故，因此提高汽車被動安全性日趨重要。根據(jù)交通事故的統(tǒng)計資料和對汽車碰撞試驗的研究表明，在汽車正面碰撞事故中轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向管柱是使駕駛員受傷的主要部件之一。汽車吸能轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)能夠在意外的正面碰撞事故發(fā)生時緩和沖擊并吸收沖撞能量、減輕或防止駕駛員傷害。為了保證汽車轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向軸不僅有足夠的防傷吸能作用，還要在正常行駛過程中，有足夠的剛度和強(qiáng)度來傳遞轉(zhuǎn)向力。許多汽車制造廠商都制定了針對自己汽車產(chǎn)品有關(guān)轉(zhuǎn)向柱的試驗標(biāo)準(zhǔn)。本文主要通過設(shè)計使用、可靠的轉(zhuǎn)向柱試驗臺架，進(jìn)行轉(zhuǎn)向柱徑向彈力測試來檢驗轉(zhuǎn)向柱的剛度和功能要求。1 汽車安全標(biāo)準(zhǔn)1.1 汽車安全法規(guī)改進(jìn)汽車的安全性，有效地減少汽車道路交通事故造成的損失是汽車行業(yè)的重要工作之一。為了提高汽車安全性，歐、美、日等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家由政府制定了汽車安全法規(guī)，通過汽車安全法規(guī)的強(qiáng)制實施，促進(jìn)汽車生產(chǎn)廠切實地改進(jìn)產(chǎn)品的安全性。法規(guī)中比較有代表性的是美國的聯(lián)邦機(jī)動車安全法規(guī)(fmvss)和歐洲法規(guī)(ece和eec)，法規(guī)中關(guān)于乘員保護(hù)指標(biāo)的規(guī)定是法規(guī)檢驗的核心內(nèi)容。實踐證明，這是一項切實可行并且效果十分顯著的措施。在汽車安全法規(guī)的約束下，美國、歐洲等國家的汽車，尤其是轎車的安全性已達(dá)到了很高的水平。我國對汽車安全性的重視程度和安全技術(shù)法規(guī)體系的發(fā)展與我國汽車產(chǎn)業(yè)以及整個國家標(biāo)準(zhǔn)化工作的發(fā)展是密不可分的。早在1953年我國就制定了第一個汽車標(biāo)準(zhǔn)，但從那時一直到改革開放初期，在當(dāng)時計劃經(jīng)濟(jì)的條件下，我國的汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作基本上是模仿蘇聯(lián)的模式進(jìn)行的，絕大多數(shù)汽車標(biāo)準(zhǔn)是汽車和發(fā)動機(jī)零部件的技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，一直沒有對汽車安全性按照國際管理模式建立系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)體系。從20世紀(jì)80年代開始，隨著我國汽車工業(yè)進(jìn)入一個新的發(fā)展時期，包括政府管理層面在內(nèi)的全社會開始普遍關(guān)注汽車產(chǎn)品的安全性問題。1989年4月我國開始實施中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法，將標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時又將國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)，對于保障人體健康，人身、財產(chǎn)安全的標(biāo)準(zhǔn)和法律、行政法規(guī)規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，必須執(zhí)行。不符合強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，禁止生產(chǎn)、銷售和進(jìn)口。其他標(biāo)準(zhǔn)是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，國家鼓勵企業(yè)自愿采用。為貫徹執(zhí)行中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法，從1990年開始，我國對汽車標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面而深入的清理、整頓工作，參照國際通行的慣例將有關(guān)汽車安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源方面的標(biāo)準(zhǔn)劃歸為汽車強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其他標(biāo)準(zhǔn)定為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立并完善我國汽車強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系。在深人研究分析國際先進(jìn)汽車標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)，尤其是國際上典型的3大汽車技術(shù)法規(guī)體系(歐、美、日)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國汽車工業(yè)發(fā)展和車輛使用的實際情況，確定我國汽車強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系在技術(shù)內(nèi)容上主要參照歐洲eceeec汽車技術(shù)法規(guī)體系制定；因此，我國的汽車安全技術(shù)法規(guī)是以汽車安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的形式出現(xiàn)的，它主要參照歐洲eceeec汽車技術(shù)法規(guī)體系制定。經(jīng)過近30年的發(fā)展，我國汽車主動安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善，已制定發(fā)布的汽車摩托車主動安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)共計47項，其中汽車主動安全標(biāo)準(zhǔn)38項，摩托車主動安全標(biāo)準(zhǔn)9項。我國汽車被動安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善，已制定發(fā)布的汽車摩托車被動安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)共計l9項，其中汽車被動安全標(biāo)準(zhǔn)l8項，摩托車被動安全標(biāo)準(zhǔn)l項。1.2 汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)汽車正面碰撞、側(cè)面碰撞是最常見的兩類交通事故，表1.1所示是我國2003年交通事故統(tǒng)計結(jié)果，在我國道路交通環(huán)境下，側(cè)面碰撞是發(fā)生頻次最高的事故形態(tài)，但是正面碰撞事故造成的死亡人數(shù)最多。因此在各國的碰撞試驗研究中正面碰撞形式被作為主要研究對象。表1.1 我國2003年交通事故統(tǒng)計結(jié)果碰撞次數(shù)死亡人數(shù)受傷人數(shù)數(shù)量百分比數(shù)量百分比數(shù)量百分比合計773137100lo9381100562074100正面碰撞24477631664132537782062253669側(cè)面碰撞2588463348296202708206l693668追尾碰撞l29655l677l5521141975655l346其他226220l809229l5209514o00l3171.2.1 國外汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展目前國際上實車碰撞試驗法規(guī)主要有美國的fmvss和歐盟的ece兩大體系，其他國家的技術(shù)法規(guī)大多是參照上述兩大法規(guī)體系制定的。正面碰撞試驗法規(guī)為美國的fmvss208和歐洲的ecer94，側(cè)面碰撞試驗法規(guī)為fmvss 214和歐洲的ece r95。美國早在1960年就開始討論汽車被動安全性能要求，1984年正式頒布fmvss 208，規(guī)定1987年以后生產(chǎn)的車型在前排必須安裝安全氣囊，安全氣囊成了fmvss 208指定的被動約束系統(tǒng)。1998年的修訂案要求在20022005年之間必須安裝1種智能化的安全氣囊，以保護(hù)離位乘員和嬰兒的安全。1973年，美國有關(guān)側(cè)面碰撞乘員保護(hù)的法規(guī)fmvss 214頒布實施，當(dāng)時僅規(guī)定了車門靜強(qiáng)度試驗，對門的力變形特性給予了規(guī)定。隨后美國運(yùn)輸部國家公路交通安全管理局(d0tnh1isa)對該法規(guī)實施后的交通事故進(jìn)行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)就單個車的乘員事故死亡率有所減少，但車對車的乘員事故死亡率沒有減少。鑒于該現(xiàn)象，美國公路交通安全管理局(nhtsa)提出采用以實車碰撞方式來評價乘員在側(cè)碰撞事故中的傷害程度的試驗方法。1990年美國在fmvss 214車門靜強(qiáng)度試驗法規(guī)中追加了實車碰撞試驗方法，并于1993年起分階段實施，后經(jīng)多次修改和補(bǔ)充，形成現(xiàn)在的內(nèi)容。歐盟于1995年同時頒布正面碰撞試驗法規(guī)ece r94和側(cè)面碰撞法規(guī)ece r95，在此之前對正面碰撞已有其他法規(guī)。1998年對正面碰撞法規(guī)ece r94進(jìn)行修訂，將碰撞形態(tài)由50 kmh帶asd的3o斜角碰撞改為56 kmh的odb垂直碰撞，進(jìn)一步提高碰撞安全性要求。自1996年開始，前排安全氣囊已成為轎車標(biāo)準(zhǔn)配置。歐洲提高車輛安全性委員會(eevc)1974年提出了側(cè)碰撞試驗方法，1989年起草了側(cè)碰撞試驗草案。隨后ecew29繼續(xù)開展該項工作，并于1994年5月正式提出了側(cè)碰撞法規(guī)ece r95，并從199510-01開始實施。日本也已頒布實施正面碰撞的安全基準(zhǔn)trais11-4-30，并于1997年進(jìn)行了強(qiáng)化修正，由開始適用的長頭轎車擴(kuò)大到平頭型及多用途轎車和小型、微型貨車上，擴(kuò)大了法規(guī)約束車型的范圍，強(qiáng)化了安全性能要求。日本在側(cè)碰撞方面的研究起步相對較晚，2o世紀(jì)9o年代初才開始從事這方面的研究，相關(guān)法規(guī)于1998年正式納入日本保安基準(zhǔn)，其內(nèi)容等同歐洲ece r95。1.2.2 我國汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)的制定情況我國于1999年10月28日由原國家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布了汽車法規(guī)cmvdr（chilia motor vemole design rule）294汽車正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計規(guī)則, 這是我國頒布的第一項汽車技術(shù)法規(guī), 目前cmvdr294的適用范圍是新上目錄的m1類基本車型。2000年4月1日，國家將此項檢驗列入當(dāng)時汽車型式認(rèn)證（公告）40項強(qiáng)制檢測項目中。雖然cmvdr 294汽車正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計規(guī)則不是國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，但它一旦被政府部門采用即具有了國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的法律約束力，并一直采用至今。2004年6月1日，我國參照歐洲ece r94法規(guī)制定的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)gb115512003乘用車正面碰撞的乘員保護(hù)正式出臺，至此我國真正擁有了自己的汽車正面碰撞標(biāo)準(zhǔn)。2002年，政府相關(guān)部門將汽車側(cè)面碰撞、后碰撞強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制定納入了汽車強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)制修定“十五”發(fā)展規(guī)劃。2006年1月18號國家標(biāo)準(zhǔn)委員會發(fā)布汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（gb20071-2006）和乘用車后碰撞燃油系統(tǒng)安全要求（gb20072-2006）兩項標(biāo)準(zhǔn)，并于2006年7月1日起正式實施。至此，我國已建立汽車正面碰撞、側(cè)面碰撞，以及后碰撞三位一體的汽車碰撞國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系。2 汽車轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的安全標(biāo)準(zhǔn)2.1 汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員的傷害根據(jù)交通事故的統(tǒng)計資料和對汽車碰撞試驗的研究表明，在汽車正面碰撞事故中轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向管柱是使駕駛員受傷的主要部件之一。在乘員沒有系安全帶或使用安全氣囊的情況下，汽車轉(zhuǎn)向盤可能對乘員造成頭部、頸部、胸部等傷害。為減輕轉(zhuǎn)向盤對乘員造成的傷害，在汽車設(shè)計時必須要考慮應(yīng)用吸能型轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱和轉(zhuǎn)向軸，在乘員撞向轉(zhuǎn)向盤時，使轉(zhuǎn)向盤后移，減少乘員的傷害。防止汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員傷害的試驗方法和技術(shù)要求也因此應(yīng)運(yùn)而生。防止汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員傷害的試驗方法和技術(shù)要求最早于1966年由美國提出，吸能型轉(zhuǎn)向柱于1969年首先在美國轎車上強(qiáng)制采用， 日本從1973年規(guī)定在轎車上必須采用吸能型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。我國生產(chǎn)的汽車尤其是轎車大部分已裝用吸能型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)并已制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。歐洲、日本、澳大利亞也相繼制定各自的標(biāo)準(zhǔn)。我國于1989年發(fā)布了防止汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員傷害的規(guī)定(gbll5571989)，并于1998年進(jìn)行了修訂，修訂后的標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的性能指標(biāo)和試驗方法與美、歐、日的技術(shù)法規(guī)基本一致，所以已達(dá)到了與國際同類標(biāo)準(zhǔn)接軌，gbll5571998主要參照eec和ece，同時也參照了日本traisll一46標(biāo)準(zhǔn)。汽車吸能防傷轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是一種能夠在意外的正面碰撞事故中確保乘員有足夠的生存空間，并能吸收沖撞能量，防止或減輕乘員傷害的乘員保護(hù)裝置，其常見的可吸能構(gòu)件有吸能轉(zhuǎn)向盤、可收縮吸能轉(zhuǎn)向柱和伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸(包括撓性聯(lián)軸節(jié))?？墒湛s吸能構(gòu)件不僅要有吸能防傷的作用還應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，以保證正常的轉(zhuǎn)向力傳遞及其它功能件(如變速桿、組合開關(guān)等)能正常工作。在二次沖撞中應(yīng)有足夠的剛度使安全氣囊的功能得以發(fā)揮，且在非軸向力作用下，轉(zhuǎn)向柱不得彎曲。另外，剛度不足的轉(zhuǎn)向柱在行駛時有顫振現(xiàn)象。2.2 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的要求及試驗方法根據(jù)汽車行業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)qc/t 649-2000(200-07-07發(fā)布，2001-01-01實施) 汽車轉(zhuǎn)向傳動軸總成性能要求及試驗方法可知轉(zhuǎn)向傳動軸總成有如下試驗：2.2.1 總成間隙試驗將總成與轉(zhuǎn)向器聯(lián)接的一端固定，從轉(zhuǎn)向盤一端施加3nm的轉(zhuǎn)矩，所施加的轉(zhuǎn)矩也可以按設(shè)計要求確定。測定總成的扭轉(zhuǎn)角度。測量誤差不大于2。 2.2.2 轉(zhuǎn)動力矩試驗將轉(zhuǎn)向柱管固定，從轉(zhuǎn)向盤一側(cè)驅(qū)動。測出總成的轉(zhuǎn)動力矩。測量誤差不大于2。2.2.3 滑動花鍵的滑動起動力試驗將滑動花鍵軸或套固定，在花鍵拉出的方向上施加力。測出滑動花鍵拉出時的起動力。測量誤差不大于2。2.2.4 靜扭強(qiáng)度試驗將總成與轉(zhuǎn)向器連接的一端固定，從轉(zhuǎn)向盤一端施加轉(zhuǎn)矩，測出輸入轉(zhuǎn)矩隨總成扭角變化的曲線。試驗后，檢查樣品的損壞情況。測量誤差下大于2。2.2.5 扭轉(zhuǎn)疲勞壽命試驗將總成與轉(zhuǎn)向器聯(lián)接的一端固定，從方向盤一端施加正反方向轉(zhuǎn)矩。試驗后檢查樣品的損壞情況。測量誤差不大于2。3 轉(zhuǎn)向柱徑向彈性測試在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，不同汽車廠家對于轉(zhuǎn)向傳動軸總成有著不同的試驗標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。上海大眾制定了tl82225：200210轉(zhuǎn)向柱總成強(qiáng)度和功能要求其中包括強(qiáng)度試驗、徑向彈性試驗、扭轉(zhuǎn)試驗、操縱性能試驗。3.1 實驗要求以及實驗方法3.1.1 實驗要求本試驗是受tpc委托對上海大眾聯(lián)合發(fā)展有限公司動力總成分公司提供的pq35轉(zhuǎn)向柱支座按tpc提供的要求進(jìn)行徑向彈性試驗。實驗?zāi)康脑谟诒ＷC轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有防傷吸能作用的前提下，測量其剛度是否達(dá)到要求。測量方法如下：支座和原裝的轉(zhuǎn)向柱、方向盤安裝在整車上。在方向盤上分別向左、右施加250n和向下施加600 n的作用力，并同時測量在各個力方向上的相應(yīng)位移。方向盤調(diào)整在最前位置。3.1.2 實驗方法根據(jù)大眾總部標(biāo)準(zhǔn)和試驗內(nèi)容，試驗方法如下：1轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向盤安裝在整車上，轉(zhuǎn)向盤調(diào)整在最前位置，并在中間位置進(jìn)行調(diào)節(jié)；2使用加載裝置在轉(zhuǎn)向盤上分別向左、右施加250n和向下施加600 n的作用力；3在轉(zhuǎn)向軸上端、轉(zhuǎn)向盤中間位置設(shè)立一個參考點(diǎn)，用位移傳感器測量加載后參考點(diǎn)的位移量，繪制出載荷與位移關(guān)系圖。4 轉(zhuǎn)向柱徑向彈性測試臺架設(shè)計4.1 設(shè)計目標(biāo)試驗臺架必須能夠安裝在試驗車內(nèi)，加工方便、結(jié)構(gòu)實用簡潔、有足夠的剛度和強(qiáng)度，能滿足試驗要求，適用性好；試驗臺架能根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的任意位置進(jìn)行調(diào)整；加載裝置能勻速穩(wěn)定地加載和釋放載荷；測量裝置定位合理，測量方便。4.2 根據(jù)轉(zhuǎn)向盤調(diào)整范圍確定臺架調(diào)節(jié)范圍根據(jù)設(shè)計目標(biāo)，由于臺架需要根據(jù)轉(zhuǎn)向盤任意位置進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，因此首先就要對轉(zhuǎn)向盤位置的調(diào)整進(jìn)行分析計算來確定臺架的調(diào)整范圍。4.2.1 轉(zhuǎn)向盤調(diào)整范圍圖4.1 轉(zhuǎn)向盤調(diào)整范圍轉(zhuǎn)向盤調(diào)整到最上端，即轉(zhuǎn)向盤上擺角位置時，轉(zhuǎn)向盤平面與地面夾角為；轉(zhuǎn)向盤調(diào)整到最下端，即轉(zhuǎn)向盤下擺角位置時，轉(zhuǎn)向盤平面與地面夾角為；擺角范圍為。轉(zhuǎn)向盤沿軸向位移有的伸縮量。轉(zhuǎn)向盤調(diào)整范圍，見圖4.1。以轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)、下加載力方向為軸，左右加載力為軸，轉(zhuǎn)向盤垂直方向為軸，建立坐標(biāo)系，見圖4.2。圖4.2 坐標(biāo)系o-xyz使用空間變換矩陣的方法確定轉(zhuǎn)向盤中心的調(diào)整坐標(biāo)。將原坐標(biāo)系繞軸旋轉(zhuǎn)后，得到回轉(zhuǎn)矩陣 (4.1)假設(shè)轉(zhuǎn)向盤是先平移再旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)向盤軸線上的點(diǎn)的坐標(biāo)為 (4.2)點(diǎn)沿、軸方向平移的距離分別為、，代入試4.2得坐標(biāo) (4.3)點(diǎn)繞軸旋轉(zhuǎn)后，得坐標(biāo) (4.4)將式4.1和式4.3代入式4.4，得 (4.5)點(diǎn)就是方向上點(diǎn)的移動軌跡。設(shè)轉(zhuǎn)向盤中心坐標(biāo)為（l為轉(zhuǎn)向盤中心到旋轉(zhuǎn)中心的距離），將點(diǎn)坐標(biāo)代入式4.5，得b點(diǎn)軌跡為 (4.6)為轉(zhuǎn)向盤軸向的伸縮量4.2.2 臺架調(diào)節(jié)范圍的確定以轉(zhuǎn)向盤中間位置，即轉(zhuǎn)向盤平面與地面夾角為，為初始位置。4.2.2.1 轉(zhuǎn)向盤軸向運(yùn)動實驗要求在進(jìn)行轉(zhuǎn)向盤徑向彈力測試時，轉(zhuǎn)向盤必須調(diào)整在最前位置，因此轉(zhuǎn)向盤的軸向運(yùn)動不于考慮，即，代入式4.6得 (4.7)4.2.2.2 轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動圖4.3 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動簡圖轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)時，臺架與其視為一個整體，構(gòu)成一個三角形，見圖4.3。為臺架旋轉(zhuǎn)中心，為臺架平面所對應(yīng)的方向盤中心，轉(zhuǎn)向盤回轉(zhuǎn)中心。通過對點(diǎn)的坐標(biāo)變化來確定臺架的調(diào)整范圍。設(shè)轉(zhuǎn)向軸與軸夾角為，點(diǎn)坐標(biāo)為，根據(jù)式4.7得 (4.8)當(dāng)轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)了后，坐標(biāo)為，根據(jù)式4.8得 (4.9)用式4.9減去式4.8，得到點(diǎn)在、軸上的位移 (4.10)根據(jù)大眾公司轉(zhuǎn)向柱總成資料，實際測量；以轉(zhuǎn)向盤中間位置為設(shè)計基準(zhǔn)，。，將已知數(shù)值代入，得，將數(shù)值帶入代入式4.8、4.9和4.10得根據(jù)計算得出試驗臺架的調(diào)整范圍：水平方向調(diào)節(jié)距離為，垂直方向調(diào)節(jié)距離為。4.3 臺架結(jié)構(gòu)由于試驗車內(nèi)部空間有限，臺架如果使用整體式結(jié)構(gòu)，安裝和加工均不便，且質(zhì)量過重不便于調(diào)節(jié)，因此選用角鐵搭建，材料獲取方便，結(jié)構(gòu)實用簡潔，能夠保證足夠的剛度和強(qiáng)度。4.3.1 底架利用駕駛座的固定位置在其上安裝二根角鐵作為試驗臺架的底座，用來安裝臺架平面和臺架支架。4.3.2 臺架平面臺架平面主要由四根角鐵和二塊鋼板構(gòu)成。每二根角鐵組成一根支架。支架一端與底架相連，支架上面放置臺架平面。二塊鋼板組成臺架的操作平面，用來安裝傳感器和加載裝置4.3.3 臺架支架同樣用二個角鐵，支撐臺架。4.4 構(gòu)件的材料選擇和尺寸計算角鐵全部選用gb978888（8/5）。4.4.1 底架根據(jù)對試驗臺架調(diào)節(jié)范圍的計算，臺架在軸上的調(diào)整范圍為，因此在底架角鐵的一面開二個橢圓槽，與駕駛室地面連接，長度為，滿足臺架在軸上的調(diào)整范圍，并且能夠適用于不同車型的駕駛室空間。見圖4.4。臺架在軸上的調(diào)節(jié)范圍為，因此在底架角鐵的另一面開二個橢圓槽，長度為，分擔(dān)部分調(diào)節(jié)任務(wù)，見圖4.4。圖4.4 底面角鐵4.4.2 臺架平面整體式臺架平面結(jié)構(gòu)雖然有足夠的剛度和強(qiáng)度，但是體積較大，質(zhì)量較重，不宜安裝?，F(xiàn)在將臺架平面設(shè)計成可拆卸式，將支架與平面分離，采用螺栓連接，便與安裝；連接處采用橢圓槽結(jié)構(gòu)，分擔(dān)了部分軸上的調(diào)節(jié)任務(wù)，并且提高了臺架的適用性，可以使用在不同車型的試驗車內(nèi)。4.4.2.1 臺架平面支架支架部分由上下二部分組成。下支架角鐵：一面分別在二端開一個孔和二個孔，一孔端與底架配合固定，二孔端與上支架配合；另一面在二孔端處再開三個孔，用來固定臺架。上支架角鐵，在一面的一端開二個橢圓槽，與下支架二孔端配合固定，且具有調(diào)節(jié)功能，分擔(dān)了部分軸上的調(diào)節(jié)任務(wù)，增加了軸上的調(diào)節(jié)范圍；另一面在二孔端處開二個橢圓槽，中間位置和另一端各開三個孔，固定臺架平面。上下支架裝配，見圖4.5。圖4.5 臺架平面支架裝配示意圖4.4.2.2 臺架平面鋼板臺架平面由上下二塊鋼板組成。上鋼板主要用來安裝左右加載裝置和下加載裝置所對應(yīng)的位移傳感裝置；在鋼板左上部打四個孔用來與車體外部剛性體連接。因為在對轉(zhuǎn)向盤施加加載力的時候，轉(zhuǎn)向盤與車體是剛性連接，而車體與地面卻不是，而此時加載力有使車體平移的趨勢，因此需要將試驗臺架與外部剛體進(jìn)行剛性連接，見圖4.6。外剛體激光位移傳感器力傳感器試驗臺架圖4.6 臺架與外部剛體連接示意圖下鋼板主要用來安裝下加載力裝置和左右加載裝置所對應(yīng)的位移傳感裝置。加載裝置所安裝的位置除了鋼板外，沒有其他固定裝置，因此加載裝置下還需要設(shè)計一些加強(qiáng)肋，見圖4.7。4.4.2.3 臺架平面支架與臺架平面鋼板的連接由于打孔、開槽等加工上的誤差，在采用螺栓連接的時候，存在一定的間隙，從而導(dǎo)致試驗測量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。為了將誤差減小到最低，采用定位銷定位。圖4.7 加載裝置的加強(qiáng)肋4.4.3 臺架支架圖4.8 臺架平面與支架連接部位由于臺架平面支架不等邊角鐵的長邊用來配合臺架平面的固定，并且在施加左右載荷的時候能夠有很好的抗彎截面系數(shù)。所以臺架支架與臺架平面的連接需要安裝連接角鐵，見圖4.8。支架結(jié)構(gòu)非常簡單，只需在一面的二端各開一個孔，并在適當(dāng)?shù)奈恢玫菇?，避免支架旋轉(zhuǎn)時與底面和臺架平面發(fā)生干涉。4.5 轉(zhuǎn)向盤中間位置參考點(diǎn)的設(shè)置圖4.9 球針螺栓圖4.10 參考點(diǎn)球針螺栓安裝示意圖參考點(diǎn)必須與轉(zhuǎn)向盤在同一平面內(nèi)，與轉(zhuǎn)向柱中心在同一軸線上，且要牢固穩(wěn)定。根據(jù)上述要求，設(shè)計一個特殊螺栓代替原來的轉(zhuǎn)向盤定位螺栓。該螺栓是在定位螺栓的基礎(chǔ)上，多加了一個球針上體，見圖4.9。試驗時拔出轉(zhuǎn)向盤定位螺栓，將球針螺栓固定在轉(zhuǎn)向盤上，見圖4.10。4.6 測量裝置的選擇原先考慮的是使用拉線式傳感器來測量中心點(diǎn)的位移，拉線式測量方便、快捷，但是在徑向彈力試驗中，如果用拉線式測量將會存在一定的問題。當(dāng)對轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行徑向加載的時候，由于轉(zhuǎn)向柱剛度并不均勻以及其他支架支撐力的大小不同，中心點(diǎn)并不是完全沿著加載力的方向移動，而會有一定的上下偏移，見圖4.11。圖4.11 拉線式傳感器測量原理示意這時拉線式測量將會有較大的偏差，所需測量的應(yīng)該是x軸方向上的位移，即所需測量的位移是直角邊；而實際測量到的是中心點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡是斜邊。所以必須使用更為精確的測量方法和儀器。使用千分表和激光位移傳感器，能夠避免上述問題，見圖4.12。中心點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡無論是怎樣的，千分表測量到的始終是x軸方向上的位移，保證了測量要求。測量儀器用吸石吸附在臺架平面的支架上。圖4.12 千分表和激光位移傳感器測量原理示意4.7 加載裝置的設(shè)計加載力需要保證平穩(wěn)循環(huán)施加和釋放，并且處于轉(zhuǎn)向盤所在平面，與中心參考點(diǎn)處于同一軸線上。設(shè)計裝置見圖4.13。裝置1是一個u型鎖，與裝置2力傳感器用螺栓連接，傳感器另一端連一個套環(huán)3,套環(huán)3與套環(huán)4相連，套環(huán)4焊接在加載裝置5的一端上,加載裝置安裝在固定架6上。1u型鎖；2力傳感器；3、4套環(huán)；5加載裝置；6固定架圖4.13 試驗加載裝置由于安裝的誤差，加載力所在平面和轉(zhuǎn)向盤中心所在平面并不重合，它們上下偏移產(chǎn)生了偏差，見圖4.14。圖4.14 轉(zhuǎn)向盤平面與加載裝置平面的安裝誤差如果此時采用剛性連接，就會產(chǎn)生圖4.15的作用力。向上的作用力勢必會導(dǎo)致方向盤有向上反轉(zhuǎn)的趨勢；加載力在x軸上的分力是轉(zhuǎn)向盤實際受到的徑向力，而傳感器測量到的是實際施加的加載力，即當(dāng)力傳感器顯示施加的力為600n時，轉(zhuǎn)向盤受到的實際徑向載荷要小與這個數(shù)值，這也就意味著測量到加載力位移關(guān)系不準(zhǔn)確。為了盡量減少誤差對測量數(shù)據(jù)的影響，采用二個套環(huán)配合的軟性連接。圖4.15 轉(zhuǎn)向盤平面與加載力不同面時，加載力分析示意圖4.8 繪制載荷與位移關(guān)系圖根據(jù)從傳感器上測量到的數(shù)據(jù)分別繪制出向左、向右和向下時的載荷與位移關(guān)系圖，見圖4.16、4.17和4.18。本試驗是一個循環(huán)加載過程，首先從零加載到試驗所需載荷，再釋放載荷，這樣將會得到二根函數(shù)圖象，在理想狀態(tài)下，這二根圖象應(yīng)該是重合的，但是在試驗時，會有如下原因?qū)е箩尫偶虞d函數(shù)圖象的零位偏移：1. 轉(zhuǎn)向柱總成安裝誤差；2. 試驗臺架的安裝誤差。圖4.16 向左徑向彈性變形圖4.17 向右徑向彈性變形圖4.18 向下徑向彈性變形根據(jù)tpc提供的報告bmw330i-lenksaeule，以及本試驗所得touran轉(zhuǎn)向盤徑向彈性數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)果對比，見表4.1。表4.1 不同車輛徑向彈性比較方向 車型touranbmw 330ivw 350 (presta-ls)向左1.91 mm1.00 mm1.67 mm向右2.09 mm1.40 mm1.67 mm向下3.63 mm3.40 mm3.58 mm5 剛度和強(qiáng)度校核臺架測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性最為重要，臺架的受力變形會給測量帶來很大的誤差，因此臺架的剛度尤其重要。整個臺架會受到向左、向右和向下三個方向的加載力，現(xiàn)在分別對此三個加載力施加時臺架的受力和變形進(jìn)行分析計算，并校核剛度和強(qiáng)度。5.1 分析與計算說明1b點(diǎn)假設(shè)為支撐桿與臺架平面的交點(diǎn)，便于結(jié)構(gòu)分析；2當(dāng)加載方向為向左、或右時，只需要校核一次即可，空間力矩合成較為復(fù)雜，故將左右加載力統(tǒng)一作用在b點(diǎn)；3計算公式及方法均來自于材料力學(xué)；4臺架受力簡圖，見圖5.1。是臺架平面支架ce的重量，d是重心；是臺架支架ab的重量，重心在ab中點(diǎn)。圖5.1 臺架受力簡圖5.2 參數(shù)計算臺架平面支架長度為690mm，臺架支架為500mm。根據(jù)型鋼表可知，角鐵gb978888（8/5）的理論質(zhì)量等于5.935kg/m。臺架平面總質(zhì)量=臺架平面支架質(zhì)量+臺架鋼板質(zhì)量，；將重力簡化到b點(diǎn)，此時在b點(diǎn)產(chǎn)生一個逆時針方向的力矩臺架支架質(zhì)量=將上述計算結(jié)果匯總，得，；，。5.3 加載方向向下時的臺架校核b點(diǎn)受力情況，見圖5.2。圖5.2 向下加載時b點(diǎn)受力情況圖5.2a 只作用向下的加載力f時，設(shè)f方向為y軸方向，垂直于f方向為x軸方向。顯然在x軸方向上的分力只有提供，即；圖5.2b 只作用重力時，設(shè)方向為軸方向，垂直于方向為軸方向，根據(jù)b點(diǎn)平衡方程得 ，5.3.1 臺架支架校核臺架支架ab的受力情況，見圖5.3。圖5.3 臺架支架受力圖與截面圖已知條件：由于有二根臺架支架，得，根據(jù)型鋼表可知，1 計算支反力，2 軸力、剪力與彎矩圖，見圖5.4。圖5.4 軸力、剪力與彎矩圖5.3.1.1 剛度校核1 建立撓曲軸近似微分方程并積分根據(jù)圖5.4c彎矩圖得支架ab的彎矩方程為 (5.1) (5.2)撓曲軸近似微分方程為 (5.3) 材料的彈性模量 q235的彈性模量為 慣性矩將式5.1和式5.2代入式5.3得將上述微分方程相繼積分二次，依次得 (5.4) (5.5) (5.6) (5.7)2 確定積分常數(shù)在固定端處，橫截面的轉(zhuǎn)角與撓度均為零，即在處，將上述邊界條件代入式5.4和式5.6，得，在處，、等于時、的值，將上述邊界條件代入式5.5和式5.6，得 (5.8) (5.9)3 建立轉(zhuǎn)角和撓度方程并求最大撓度將所得積分常數(shù)、代入式5.4和式5.6，建立轉(zhuǎn)角與撓度的方程分別為 (5.10) (5.11)4 計算最大轉(zhuǎn)角與撓度計算轉(zhuǎn)角與撓度，將計算所得、的值代入式5.8和式5.9得，將、代入式5.5和式5.7，建立轉(zhuǎn)角與撓度的方程分別為 (5.12) (5.13)計算最大轉(zhuǎn)角與撓度，5.3.1.2 強(qiáng)度校核支架ab是典型的彎壓組合，軸力產(chǎn)生的正應(yīng)力與彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力，見圖5.5。圖5.5 正應(yīng)力分布圖1 危險截面和危險點(diǎn)的判斷由圖5.4的剪力圖b和彎矩圖c可知，中心所在平面受到的剪力最大，彎矩也最大，因此該截面為危險截面。2 計算最大正應(yīng)力軸力正應(yīng)力公式為 (5.14) 軸力 截面面積，根據(jù)圖5.4a軸力圖可知，根據(jù)型鋼表可知，將值代入式5.14得 (5.15)彎曲正應(yīng)力公式為 (5.16) 彎矩 慣性矩 橫截面上點(diǎn)離中性軸的距離根據(jù)圖5.4c的彎矩圖可知，根據(jù)已知條件可知，根據(jù)圖5.3b可知，將數(shù)值代入式5.15，得 (5.17) (5.18)由疊加原理可知 (5.19)將式5.15、式5.17和式5.18代入式5.19，得，得3 計算最大彎曲切應(yīng)力彎曲切應(yīng)力公式為 (5.20) 剪力 軸一側(cè)部分截面對軸的靜矩 截面對中性軸的慣性矩 截面寬度根據(jù)圖5。4b的剪力圖可知，最大彎曲切應(yīng)力發(fā)生在中性軸上。中性軸上下二側(cè)的部分截面對中性軸的靜矩為 (5.21) (5.22)將已知數(shù)值、式5.21和式5.22代入式5.20，得得4 腹板、翼緣交接處的強(qiáng)度校核根據(jù)前面計算根據(jù)式5.16，得腹板、翼緣交接處的彎曲正應(yīng)力為將上述結(jié)果代入式5.19，得 (5.23)腹板、翼緣交接處對中性軸的靜矩為 (5.24)將已知數(shù)值和式5.24代入式5.20得腹板、翼緣交接處的彎曲切應(yīng)力為 (5.25)第三強(qiáng)度理論公式 (5.26)將式5.23和式5.25代入式5.26，得5.3.2 臺架平面支架校核臺架平面支架cb受力情況，見圖5.6。圖5.6 臺架平面支架受力圖與截面圖已知條件由于有二根臺架平面支架，得，根據(jù)型鋼表可知，1 計算支反力2 軸力、剪力與彎矩圖，見圖5.7圖5.7 軸力、剪力與彎矩圖5.3.2.1 剛度校核1 建立撓曲軸近似微分方程并積分根據(jù)圖5.7c彎矩圖得支架ab的彎矩方程為 (5.27)根據(jù)式5.3得撓曲軸近似微分方程為 (5.28)將上述微分方程相繼積分二次，依次得 (5.29) (5.30)2 確定積分常數(shù)在固定端處，橫截面的轉(zhuǎn)角與撓度均為零，即在處，將上述邊界條件代入式5.29和式5.30，得得，3 建立轉(zhuǎn)角和撓度方程并求最大撓度將所得積分常數(shù)、代入式5.29和式5.30，建立轉(zhuǎn)角與撓度的程分別為 (5.31) (5.32)4 計算最大轉(zhuǎn)角與撓度，5.4 加載方向向左、向右時的臺架校核b點(diǎn)受力情況，見圖5.8。圖5.8 向左加載時b點(diǎn)受力情況， 5.4.1 臺架支架校核臺架支架ab的受力情況，見圖5.9。圖5.9 臺架支架受力圖與截面圖已知條件：由于有四根支架，得根據(jù)型鋼表可知，1 計算支反力2 剪力與彎矩圖，見圖5.10。圖5.10 剪力與彎矩圖5.4.1.1 剛度校核1 建立撓曲軸近似微分方程并積分支架的彎矩方程為2 建立撓度方程并求最大撓度建立轉(zhuǎn)角與撓度的方程3 計算最大轉(zhuǎn)角與撓度，5.4.2 臺架平面支架校核臺架平面支架的受力情況,見圖5.11。1計算支反力，5.4.2.1 剛度校核1 計算最大轉(zhuǎn)角與撓度，圖5.12 臺架平面支架受力圖與截面圖5.5 校核小結(jié)本試驗臺架對剛度的要求更高于強(qiáng)度要求，因此對二種加載力下的支架、都進(jìn)行了剛度校核，只對向下加載力時的強(qiáng)度進(jìn)行了詳細(xì)的校核。根據(jù)4.8繪制出的載荷與位移關(guān)系圖可以看出，徑向彈力測試的數(shù)據(jù)都是精確到，顯然臺架剛度必須保證這個要求。校核結(jié)果顯示，最大撓度發(fā)生在向下加載時的，由于此撓度發(fā)生的方向在轉(zhuǎn)向盤的軸向方向上，對試驗測量的徑向方向的位移基本沒有影響；其他情況下，支架的撓度都完全滿足測量要求。臺架選用的是gb978888（8/5）號角鋼，材料為q235。低碳鋼q235是塑性材料，它的許用應(yīng)力，查常用材料得，安全系數(shù)，得，從的強(qiáng)度校核可知，最大正應(yīng)力為遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，正應(yīng)變，也滿足要求。6 結(jié)論就目前的轉(zhuǎn)向柱臺架試驗來看，多以實車試驗為主，各類試驗主要是圍繞轉(zhuǎn)向柱的強(qiáng)度和剛度來進(jìn)行的。本次課題主要任務(wù)是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，設(shè)計一種用于乘用車轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗的試驗臺架。簡潔的設(shè)計方案，合理的結(jié)構(gòu)布置，精確的測量方法，繪制的函數(shù)圖象有效反映出了轉(zhuǎn)向柱的彈性，滿足設(shè)計要求，這些特點(diǎn)具體表現(xiàn)為：1臺架選用工程材料熱扎不等邊角鋼，取材容易，經(jīng)濟(jì)實惠，明顯降低成本，具有足夠的剛度和強(qiáng)度。校核結(jié)果表明，選材完全符合要求；2安裝方便，臺階全部使用螺栓連接，能夠在試驗車內(nèi)部安裝，避免了整體式臺架不能放入小車型的尷尬，增加了適用性?？紤]到螺栓連接的不可靠性，在臺架平面安裝時，使用了定位銷，保證試驗時不會因為選用螺栓連接而產(chǎn)生多余的安裝間隙；3測量裝置選用千分表和激光位移傳感器的共用的方式取代原來的拉線式傳感器，避免由于安裝原因?qū)е碌霓D(zhuǎn)向柱剛度不均勻而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向盤中心的位移偏移，提高了測量精度；4加載裝置利用螺紋螺母相對運(yùn)動原理，進(jìn)行循環(huán)加載。加載裝置結(jié)構(gòu)中運(yùn)用到了推力球軸承來減少螺母與平面的摩擦系數(shù)，提高加載效率。加載裝置與轉(zhuǎn)向盤之間采用柔性連接，減少由于安裝誤差帶來的測量誤差。參考文獻(xiàn)1 豪彥. 歐、美、日、中國防止汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員傷害標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)j.環(huán)保與安全,2002，47:34-35.2 馬春生,黃世霖,張金換,白遠(yuǎn)利.汽車正面碰撞法規(guī)中乘員保護(hù)指標(biāo)探討j.公路交通科技,2004(1)：9497.3 李懷彬.國內(nèi)外汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)面面觀j.天津汽車,2006(1):18-22.4 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2002.附 錄1 轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗臺架裝配圖1張2 轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗臺架零件圖（a35，a45）譯 文摘 要在這項研究中，對越野車(suv)操縱機(jī)構(gòu)的橫拉桿末端的損壞進(jìn)行分析。該拉桿是由兩部分裝配在一起:螺紋部分和一個擁抱。故障發(fā)生在螺紋部分材料為aisi 8620鋼。汽車已使用了大約兩年,行使公里不到三萬。評價了不合格部份，以確定失敗的原因，并評估其完整性。包括外觀檢查，圖片文檔，化學(xué)分析，剛度測試，金相檢驗。用配備edax的電子顯微鏡( sem ) 檢查損壞的表面來確定理想?yún)^(qū)域內(nèi)的一部分化學(xué)成分。結(jié)果表明，拉桿在喉嚨(最小)面積的螺紋部分的疲勞裂紋是由于材料缺陷及熱處理不當(dāng)造成的。關(guān)鍵詞：疲勞；裂紋；材料性能汽車轉(zhuǎn)向系的橫拉桿末端的損壞研究1 介紹拉桿連接中心連接的轉(zhuǎn)向節(jié)在汽車與常規(guī)懸架系統(tǒng)和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向齒輪,見圖1。汽車的麥弗遜懸架和齒條齒輪式轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu), 拉桿連接到機(jī)架上的轉(zhuǎn)向節(jié)，見圖2。一個拉桿分為內(nèi),外二端，如前面兩圖所示。圖1 常規(guī)懸架圖2 麥弗遜懸架拉桿通過轉(zhuǎn)向中心或齒輪齒條式轉(zhuǎn)向節(jié)傳力,使車輪轉(zhuǎn)動。外拉桿底端連接著一個調(diào)整軸, 可以調(diào)節(jié)拉桿長度。這一調(diào)整是用來確定汽車的位置,一個臨界線的角度看, 有時稱為連鑄機(jī)和側(cè)傾角度。車輛的轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)應(yīng)定期檢查, 每年至少一次。隨著一個完整的車輪定位. 整個拉桿由于摩擦和磨損,可造成不穩(wěn)定轉(zhuǎn)向和輪胎過度磨損。如果拉桿更換是必要的,一個車輪定位也是因為拉桿更換布置的設(shè)置.拉桿可能以許多不同的方式損壞,而且除了略有增加,噪音及振動外, 往往有資料顯示,并沒有困難,直至徹底損壞的發(fā)