汽车方向盘作者：***
来源：《科技视界》2014年第06期
【摘 要】骨架是汽车方向盘的核心部件，其结构参数的合理性直接决定方向盘的产品性能及汽车安全。本文采用数值模拟与多指标试验相结合方法，分别建立不同因素水平的方向盘模型，给定边界约束条件进行数值模拟计算分析，为方向盘骨架结构设计时提供指导方向和新的分析思路。
【关键词】方向盘骨架；典型相关分析；数值模拟；回归分析
0 前言
汽车方向盘的设计好坏对整车驾驶安全性起到重要的作用，骨架作为方向盘的核心部件，良好的产品结构设计是性能的先行条件。通过对骨架进行CAE数值模拟分析，可缩短整个研发周期和费用，提高其综合性能，本文采用多指标试验与数值模拟相结合，对骨架的力
学性能进行分析，结合典型相关分析方法，明确骨架结构参数与其性能之间的相关关系，为方向盘骨架结构设计提供有效设计方法和理论依据。
1 数值模拟试验分析
1.1 骨架模型建立
圆盘方向盘骨架可分为单辐、双辐、三辐和四辐型，其主要由轮圈、轮辐、轮毂和花键套等部分组成。在UG三维软件中建立骨架三维实体模型（如图1）。
1.2 试验设计分析
由骨架结构组成可知，结构参数与性能间的关系是一个多因素多指标的优化设计问题，为此采用有限元数值模拟正交试验的方法对其进行分析研究[1-3]。对骨架性能主要影响因素有：轮辐宽L、轮辐高H、轮圈壁厚B1、轮辐壁厚B2、连接圆角R1、连接圆角R2和过渡圆角R3。分别建立不同因素水平组合的骨架三维有限元模型，在NX Nastran环境下进行800N力的静压试验和135N.m扭矩的静扭强度试验分析计算，结果如表1所示。
因各项指标重要程度有差异，故先对每项指标的无量纲值乘以相应的加权系数得该项指标的加权评分，本试验中，位移与变形量指标作为重要质量指标，以2倍计算，即权数为2，而对应力、扭曲应力与质量等指标，仅以排队评分为依据，即权数为1，故其评分公式为：
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