汽车转向系统模态的分析与优化

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.190063

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (9): 83-89.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.190063

汽车转向系统模态的分析与优化

唐亮¹ 李益¹ 张之锐² 程一鸣¹ 上官文斌³

1．北京林业大学工学院，北京 100083; 2．上海拓为汽车技术有限公司，上海 201204; 3．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2019-02-26 修回日期:2019-05-01 出版日期:2019-09-25 发布日期:2019-08-01
通信作者: 唐亮(1981-)，女，副教授，博士后，主要从事汽车碰撞安全研究． E-mail:happyliang@bjfu.edu.cn
作者简介:唐亮(1981-)，女，副教授，博士后，主要从事汽车碰撞安全研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51605032);北京林业大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2017ZY31)

Modal Analysis and Optimization of Vehicle Steering System

TANG Liang¹ LI Yi¹ ZHANG Zhirui² CHENG Yiming¹ SHANGGUAN Wenbin³

1． School of Technology，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China; 2． Shanghai Towin Automobile Technology Co．，Ltd．，Shanghai 201204，China; 3． School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2019-02-26 Revised:2019-05-01 Online:2019-09-25 Published:2019-08-01
Contact: 唐亮(1981-)，女，副教授，博士后，主要从事汽车碰撞安全研究． E-mail:happyliang@bjfu.edu.cn
About author:唐亮(1981-)，女，副教授，博士后，主要从事汽车碰撞安全研究．
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(51605032)

摘要/Abstract

摘要： 汽车转向系统方向盘怠速振动特性是评价其舒适性的重要指标．本研究提出了转向系统模态固有频率的计算方法，通过灵敏度分析确定转向系统上下支架连接处 5 个钣金件的厚度值为设计变量．基于响应面模型和序列二次规划算法相结合，给出了转向系统模态的优化方法．在转向系统质量增加 0． 14kg 的条件下，系统一阶固有频率增加了 2． 66Hz．本研究提出的转向系统模态分析与优化方法对转向系统的设计具有一定的指导意义．

关键词: 转向系统, 有限元分析, Hammersley 试验, 响应面模型

Abstract: The idle vibration of steering wheel in the vehicle steering system is an important index to evaluate its comfort． A calculation method of steering system's natural frequency was put forward． Through sensitivity analysis， the thicknesses of five sheet metal parts at the upper and lower connections of steering system was determined as the design variables． Based on the combination of response surface model and sequential quadratic programming algo- rithm，the modal optimization method of steering system was presented． The first-order natural frequency of the system increased by 2. 66 Hz when the mass of the steering system increased by 0. 14 kg． The steering system mo- dal analysis and the proposed optimization method can provide certain guidance for steering system design．

Key words: steering system, finite element analysis, Hammersley experiment, response surface model

中图分类号:

U463.46

唐亮李益张之锐程一鸣上官文斌. 汽车转向系统模态的分析与优化[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2019, 47(9): 83-89.

TANG Liang LI Yi ZHANG Zhirui CHENG Yiming SHANGGUAN Wenbin. Modal Analysis and Optimization of Vehicle Steering System[J]. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 2019, 47(9): 83-89.

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Modal Analysis and Optimization of Vehicle Steering System

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