转向管柱支撑结构的刚度分析规范

Q/SZJ191001-2017转向管柱支撑结构的刚度分析规范SpecificationofSteeringColumnSupportStructureAnalysis20XX20XX-09-30实施20XX-08-28发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017转向管柱支撑结构的刚度分析规范范围本标准规定了术语和定义、转向管柱支撑结构的刚度分析方法及结果处理方法。本标准适用于CAE部门转向管柱支撑结构的刚度分析规范。规范性引用文件无。术语和定义无。摘要Abstract本文介绍转向管柱支撑结构的刚度分析规范。Thedocumentoutlinesthespecificationofsteeringcolumnsupportstructurestiffnessanalysis.流程图ProcessFlowDiagram建模建模Modeling结果是否满足要求Istheresultok?定义边界条件DefineBoundary分析计算Calculation结束ENDYESNO优化Optimization定义载荷Defineloads图1流程图Fig1ProcessFlowDiagram工具描述ToolDescription仿真分析过程中需要用到的如下软件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前处理(Preprocessors):SOFYBSPA求解器(AnalysisCode):NASTRAN后处理(Postprocessors):SOFYBSPA建模和分析过程Modeling/AnalysisProcedure单位Units分析中所用单位制如下所示:Theunitsusedintheanalysisareasfollows:力(Force) 牛顿(N)质量(Mass) 吨(Ton)长度(Length) 毫米(mm)时间(Time) 秒(Second)内容Contents转向管柱支撑结构包含整个仪表板结构。通常，它还包括一个横向的梁和转向管柱的局部安装支架。转向管柱支撑结构有两种不同的模型形式。一种称为Front-of-Dash(FOD)模块，具体可以参考《仪表板模态分析规范》中所述。本文主要介绍第二种建模方式，车身车架一体的建模方式。它将整备车身转化为超单元表示，避免了在仪表板附近的车身上引入人为的约束，提高了计算精度。转向管柱支撑结构的刚度计算模型需要包含以下子系统：整备车身、仪表板、转向管柱和方向盘。ThesteeringcolumnsupportstructureincludestheentireInstrumentPanel(IP)structure.Typically,thiswouldincludeacross-vehiclebeamanda“local”mountingbracketforthesteeringcolumn.Therearetwomethodstobuildthemodelofsteeringcolumnsupportstructure.ThefirstoneiscalledaFront-of-Dash(FOD)buckstructure,whichcanbereferredtothedetailsof“InstrumentPanelStructure/AssemblyModalAnalysis”.Thisdocumentismainlyaboutthesecondmethod,whichisaBFI(BodyFrameIntegral)structure.TherecommendedtechniqueforFullVehicleN&VCAEistoconverttheentiretrimbodymodeltoasuperelement.ThisavoidsputtingartificialconstraintsonthebodystructureneartheIP;hence,accuracywillbeimproved.Thesteeringcolumnsupportstructureincludethesubsystemsoftrimmedbody,instrumentpanel,steeringcolumnandsteeringwheel.坐标系CoordinateSystems全局坐标系Theglobalstandardcoordinationsystem建模技巧ModelingTechniquesN/A假设和限制Assumptions/LimitationsN/A载荷和边界条件Loads/BoundaryConditions约束和边界条件Constraints/BoundrayConditions以下所述流程应用于约束车身-车架一体的结构：在前减振器的左右两支座，各建一个RBE2。RBE2的主动点位于减振器支座的中心，选支座圆周的两圈节点作为从动点。约束该RBE2的1-6自由度。在RBE2的中点作用边界条件SPC123。用同样的方式为后悬的左右弹簧支座作用边界条件，如图2。另外，应该限制转向管柱的转动。在转向轴的底部作用一个SPC（在转向管柱局部坐标系下），限制绕轴的转动。ThefollowingprocedureshouldbeusedtoconstrainaBFI(BodyFrameIntegral)structure.Attheleftandrightfrontstrut(shock)towers,buildanRBE2spider.PuttheIndependentgridatthecenterofthestruttoweropening.Select2rowsofnodesaroundthecircumferenceofthestruttoweropeningastheDependentgrids.UsetheRBE2toconstrainDOF1-6oftheDependentgrids.SPCDOF1-3oftheIndependentgrid.Usetheaboveprocedurefortheleftandrightspringseatsfortherearsuspension,asshowninFigure2.Inaddition,thesteeringcolumnshaftshouldnotbeallowedtorotate.ApplyonlyoneSPC(inthelocalcoordinatesystemofthesteeringcolumn)atthebottomofthesteeringcolumnshafttopreventitfromrotatingaboutitsaxis.图2约束和边界条件Fig2ConstraintandBoundaryConditions载荷Loads在转向管柱顶端中心点垂向侧向1000N的集中载荷。Applyspecifiedconcentratedverticalandlateralforcesatthetopcenterofthesteeringcolumnrepresentation.结果ResultsN/A性能要求