汽车转向系统模态的优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种汽车转向系统模态的优化方法及装置，通过对转向管柱模态、仪表管梁模态、转向管柱安装在仪表管梁上的模态以及仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态进行优化，使得各个模态满足各自的模态要求，而各个模态要求中的模态频率满足振动特性，因此，本发明专利技术实施例优化了汽车转向系统的模态后，使得汽车转向系统的模态满足要求，汽车转向系统的模态频率满足振动特性，保证了驾驶员的驾驶体验和驾驶安全性。

【技术实现步骤摘要】
汽车转向系统模态的优化方法及装置
本专利技术涉及车辆领域，尤其涉及一种汽车转向系统模态的优化方法及装置。
技术介绍
用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。车辆在行驶过程中，来受到来自于发动机、轮胎不平衡以及路面的各种振动，这些振动频率与车身或车身各子系统固有频率接近或一致时，车辆将会产生共振，当共振严重时会严重影响汽车的使用寿命和乘客乘坐的舒适性，汽车转向系统作为驾驶员控制汽车行驶的装置，其与驾驶员的肢体直接接触，汽车转向系统的振动特性直接关系驾驶员的驾驶体验和驾驶安全性，而汽车转向系统的振动特性与汽车转向系统的模态频率有直接的联系，而汽车转向系统的模态频率与汽车转向系统的模态相关，其中，汽车转向系统的模态频率大小的因素主要有汽车转向系统的安装形式、仪表管梁在车身的安装位置等。因此，如何优化汽车转向系统的模态，使得汽车转向系统的模态满足要求，汽车转向系统的模态频率满足振动特性，以保证驾驶员的驾驶体验和驾驶安全性是目前一直需要致力解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于优化汽车转向系统的模态，使得汽车转向系统的模态满足要求，汽车转向系统的模态频率满足振动特性，以保证驾驶员的驾驶体验和驾驶安全性。因此，本专利技术提供一种汽车转向系统模态的优化方法及装置，优化了汽车转向系统的模态，使得汽车转向系统的模态满足要求，汽车转向系统的模态频率满足振动特性，保证了驾驶员的驾驶体验和驾驶安全性。为解决上述问题，本专利技术的实施方式公开了一种汽车转向系统模态的优化方法，所述汽车转向系统模态包括：转向管柱模态、仪表管梁模态、转向管柱安装在仪表管梁上的模态以及仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态，所述优化方法包括：判断仪表管梁上的转向管柱安装点布局是否满足刚度要求；若满足所述刚度要求，则计算并判断所述转向管柱模态是否满足第一模态要求；若不满足所述刚度要求，则对所述转向管柱安装点布局进行优化直至满足所述刚度要求；若满足所述第一模态要求，则计算并判断所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态是否满足第二模态要求；若不满足所述第一模态要求，则优化所述转向管柱的结构直至所述转向管柱模态满足所述第一模态要求；若满足所述第二模态要求，则计算并判断转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态是否满足第三模态要求；若不满足所述第二模态要求，则对所述仪表管梁的本体结构进行优化直至满足所述第二模态要求；若满足所述第三模态要求，则确定所述转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态满足要求；若不满足所述第三模态要求，则对所述仪表管梁的用于与车身安装的固定支架的结构进行优化直至满足所述第三模态要求；其中，所述第一模态要求、第二模态要求和所述第三模态要求的模态频率满足振动特性。采用上述技术方案，通过对转向管柱模态、仪表管梁模态、转向管柱安装在仪表管梁上的模态以及仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态进行优化，使得各个模态满足各自的模态要求，而各个模态要求中的模态频率满足振动特性，因此，本专利技术实施例优化了汽车转向系统的模态后，使得汽车转向系统的模态满足要求，汽车转向系统的模态频率满足振动特性，保证了驾驶员的驾驶体验和驾驶安全性。根据本申请中的一些实施例，所述转向管柱安装点布局为采用三个以上的安装点构成多边形分布形式的布局时，所述转向管柱安装点布局满足所述刚度要求。根据本申请中的一些实施例，当所述转向管柱安装点布置个数为3个时，所述转向管柱安装点布局呈三角形布置；当所述转向管柱安装点布置个数为4个时，所述转向管柱安装点布局呈等腰梯形或矩形布置。根据本申请中的一些实施例，计算所述转向管柱模态包括：建立转向管柱的有限元模型；基于CAE对所述有限元模型进行计算得到所述转向管柱模态。根据本申请中的一些实施例，所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态包括：分别建立转向管柱和所述仪表管梁的有限元模型，并将所述转向管柱通过所述转向管柱安装点安装于所述仪表管梁；基于CAE对各所述有限元模型进行计算得到所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态。根据本申请中的一些实施例，所述计算仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态包括：分别建立转向管柱、所述仪表管梁和所述车身的有限元模型，并将所述仪表管柱和仪表管梁安装于所述车身；基于CAE对各所述有限元模型进行计算得到所述转向管柱和所述仪表管梁安装在车身上的模态。根据本申请中的一些实施例，所述优化所述转向管柱的结构包括：在所述转向管柱上增加加强筋并优化所述加强筋的布置形式和优化所述加强筋的尺寸。根据本申请中的一些实施例，所述对所述仪表管梁的本体结构进行优化包括：将仪表管梁的弯折处优化为直管。根据本申请中的一些实施例，所述对所述仪表管梁的固定支架的结构进行优化包括：将所述固定支架的弧形圆角处的圆角弧度增大以实现对所述固定支架的结构的优化。根据本申请中的一些实施例，将所述固定支架的弧形圆角处的圆角弧度优化为180度。进一步地，本专利技术的实施方式公开了一种汽车转向系统模态的优化装置，所述汽车转向系统模态包括：转向管柱模态、仪表管梁模态、转向管柱安装在仪表管梁上的模态以及仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态，所述优化装置包括：第一判断模块，用于判断仪表管梁上的转向管柱安装点布局是否满足刚度要求，则若不满足所述刚度要求，则进入第一优化模块；所述第一计算模块，用于计算并判断所述转向管柱模态是否满足第一模态要求；若满足所述第一模态要求，则进入第二计算模块，若不满足所述第一模态要求，则进入第二优化模块；所述第一优化模块，用于对所述转向管柱安装点布局进行优化直至满足所述刚度要求；所述第二计算模块，用于计算并判断所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态是否满足第二模态要求；若满足所述第二模态要求，则进入第三计算模块，若不满足所述第二模态要求，则进入第三优化模块；所述第二优化模块，用于优化所述转向管柱的结构直至所述转向管柱模态满足所述第一模态要求；所述第三计算模块，用于计算并判断转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态是否满足第三模态要求；若满足所述第三模态要求，则确定所述仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态满足要求，则进入第四优化模块；所述第三优化模块，用于对所述仪表管梁的本体结构进行优化直至满足所述第二模态要求；所述第四优化模块，用于对所述仪表管梁的用于与车身安装的固定支架的结构进行优化直至满足所述第三模态要求。本专利技术其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本专利技术说明书中的记载变的显而易见。附图说明图1为本专利技术实施例公开的一种汽车转向系统模态的优化方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种转向管柱安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，所述汽车转向系统模态包括：转向管柱模态、仪表管梁模态、转向管柱安装在仪表管梁上的模态以及仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态，所述优化方法包括：/n判断仪表管梁上的转向管柱安装点布局是否满足刚度要求；/n若满足所述刚度要求，则计算并判断所述转向管柱模态是否满足第一模态要求；/n若不满足所述刚度要求，则对所述转向管柱安装点布局进行优化直至满足所述刚度要求；/n若满足所述第一模态要求，则计算并判断所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态是否满足第二模态要求；/n若不满足所述第一模态要求，则优化所述转向管柱的结构直至所述转向管柱模态满足所述第一模态要求；/n若满足所述第二模态要求，则计算并判断转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态是否满足第三模态要求；/n若不满足所述第二模态要求，则对所述仪表管梁的本体结构进行优化直至满足所述第二模态要求；/n若满足所述第三模态要求，则确定所述转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态满足要求；/n若不满足所述第三模态要求，则对所述仪表管梁的用于与车身安装的固定支架的结构进行优化直至满足所述第三模态要求；/n其中，所述第一模态要求、第二模态要求和所述第三模态要求的模态频率满足振动特性。/n...

【技术特征摘要】
1.一种汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，所述汽车转向系统模态包括：转向管柱模态、仪表管梁模态、转向管柱安装在仪表管梁上的模态以及仪表管柱和仪表管梁安装在车身上的模态，所述优化方法包括：
判断仪表管梁上的转向管柱安装点布局是否满足刚度要求；
若满足所述刚度要求，则计算并判断所述转向管柱模态是否满足第一模态要求；
若不满足所述刚度要求，则对所述转向管柱安装点布局进行优化直至满足所述刚度要求；
若满足所述第一模态要求，则计算并判断所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态是否满足第二模态要求；
若不满足所述第一模态要求，则优化所述转向管柱的结构直至所述转向管柱模态满足所述第一模态要求；
若满足所述第二模态要求，则计算并判断转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态是否满足第三模态要求；
若不满足所述第二模态要求，则对所述仪表管梁的本体结构进行优化直至满足所述第二模态要求；
若满足所述第三模态要求，则确定所述转向管柱和仪表管梁安装在车身上的模态满足要求；
若不满足所述第三模态要求，则对所述仪表管梁的用于与车身安装的固定支架的结构进行优化直至满足所述第三模态要求；
其中，所述第一模态要求、第二模态要求和所述第三模态要求的模态频率满足振动特性。


2.如权利要求1所述的汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，所述转向管柱安装点布局为采用三个以上的安装点构成多边形分布形式的布局时，所述转向管柱安装点布局满足所述刚度要求。


3.如权利要求2所述的汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，当所述转向管柱安装点布置个数为3个时，所述转向管柱安装点布局呈三角形布置；
当所述转向管柱安装点布置个数为4个时，所述转向管柱安装点布局呈等腰梯形或矩形布置。


4.如权利要求1-3中任一项所述的汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，计算所述转向管柱模态包括：
建立转向管柱的有限元模型；
基于CAE对所述有限元模型进行计算得到所述转向管柱模态。


5.如权利要求1-3中任一项所述的汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态包括：
分别建立转向管柱和所述仪表管梁的有限元模型，并将所述转向管柱通过所述转向管柱安装点安装于所述仪表管梁；
基于CAE对各所述有限元模型进行计算得到所述转向管柱安装在仪表管梁上的模态。


6.如权利要求1-3中任一项所述的汽车转向系统模态的优化方法，其特征在于，所述计算仪表管柱和仪表管梁安装在车身...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晶，校辉，田思，廖文辉，
申请(专利权)人：摩登汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31