現(xiàn)在用功能強大的UG軟件作為設(shè)計分析工具提高了工作效率與工作質(zhì)量，同時通過UG運動模塊的動態(tài)模擬分析更便于對設(shè)計結(jié)果的驗證與檢查、評審。轉(zhuǎn)向分析是開發(fā)新車新型換裝車橋過程中重要的設(shè)計分析環(huán)節(jié)。大大提高了設(shè)計的準確性，設(shè)計結(jié)果與實際產(chǎn)品狀態(tài)非常一致。本文主要對UG運動分析模塊在轉(zhuǎn)向分析中的應(yīng)用做詳細的介紹。
運動分析模型的建立：
根據(jù)轉(zhuǎn)向系設(shè)計參數(shù)、產(chǎn)品圖紙對轉(zhuǎn)向分析所涉及的部件進行了建模。建模部件如下：車架總成（前面部分）、前橋總成、車輪總成、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部件、前懸架系統(tǒng)各部件。建模如下圖：
建模過程：
1．根據(jù)設(shè)計參數(shù)及零件圖建立各個零件的數(shù)模，盡量做成實體。通過對轉(zhuǎn)向運動特點的分析可確定哪些部件只做出外形尺寸即可不需要做其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，哪些部件要做出具體的結(jié)構(gòu)。這樣可以簡少建模時間，提高工作效率。
2．建立裝配主模型。把建好的各個部件按底盤布置參數(shù)要求裝配好。
3．檢查及評審裝配主模型，準備進入運動分析模塊。
運動分析：
進入UG運動分析模塊，創(chuàng)建機構(gòu)Scenario模型如下圖：
1．設(shè)置機構(gòu)分析環(huán)境為動態(tài)，即調(diào)用了靜力和動力學(xué)仿真分析算解器。
2．運動分析名稱為默認的scenario_1。
3．進入運動分析參數(shù)預(yù)設(shè)置，改變圖標比例為3，角度單位為度，設(shè)置全局重力系數(shù)如下：
因為考慮到轉(zhuǎn)向分析的特點，轉(zhuǎn)向縱拉桿兩頭由球面副連接，拉桿形狀為在沿Y方向的拉桿軸平面上向內(nèi)彎（為左轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向運動讓空間），故設(shè)置重力系數(shù)為Gy=1，以保證拉桿在運動分析過程中內(nèi)彎形狀一直沿Y方向。其它部件由于受運動副限制其運動不受此參數(shù)影響。（以上關(guān)于球面副運動問題，我認為軟件應(yīng)該有所改進，使分析過程的參數(shù)與實際情況更一致）
4．創(chuàng)建構(gòu)件（Links）
根據(jù)轉(zhuǎn)向分析的需要，這里創(chuàng)建了5個構(gòu)件。如圖所示：
構(gòu)件1（L001）： 轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向縱拉桿前球頭
構(gòu)件2（L002）： 轉(zhuǎn)向縱拉桿 （不含前后球頭）
構(gòu)件3（L003）：左轉(zhuǎn)向輪總成與上轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿后球頭、下轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿左球頭
構(gòu)件4（L004）： 轉(zhuǎn)向橫拉桿 （不含左右球頭）
構(gòu)件5（L005）： 右轉(zhuǎn)向輪總成與下轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿右球頭
5．創(chuàng)建運動副（Joints）
根據(jù)轉(zhuǎn)向分析的特點，這里創(chuàng)建了7個運動副。如圖所示：
運動副1（J001）： 構(gòu)件1（L001）與機架組成的固定鉸鏈 J001，作為原動件，運動驅(qū)動為球鉸。
運動副2（J002）： 構(gòu)件1（L001）與構(gòu)件2（L002）組成的球面副 J002
運動副3（J003）： 構(gòu)件2（L002）與構(gòu)件3（L003）組成的球面副 J003
運動副4（J004）： 構(gòu)件3（L003）與機架組成的固定鉸鏈 J004
運動副5（J005）： 構(gòu)件3（L003）與構(gòu)件4（L004）組成的球面副 J005
運動副6（J006）： 構(gòu)件4（L004）與構(gòu)件5（L005）組成的球面副 J006
運動副7（J007）： 構(gòu)件5（L005）與機架組成的固定鉸鏈 J007
至此，該運動機構(gòu)創(chuàng)建完畢。
6．對機構(gòu)運動進行動態(tài)仿真
1）進入基于位移的機構(gòu)動態(tài)仿真。如圖：
分析時單擊 單步向前、單步向后 按鈕，對輪轉(zhuǎn)向進行動態(tài)的觀察。通過觀察可以檢查出車輪作轉(zhuǎn)向運動時相關(guān)部件間有無運動干涉情況、運動中各部件的間隙是否足夠。根據(jù)檢查結(jié)果來調(diào)整布置方案或重做部件設(shè)計。根據(jù)以上分析確定了前減震器的安裝位置。
以下為分析過程截圖：
分析過程動畫見 （MPEG視頻文件，用realplayer播放）
2）轉(zhuǎn)向縱拉桿形狀設(shè)計
把運動副4（J004）作為原動件，運動驅(qū)動為球鉸，同時改運動副1（J001）為從動件如圖：
根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向理論及本車的具體參數(shù)，算出的轉(zhuǎn)向輪內(nèi)、外轉(zhuǎn)角值作為J004轉(zhuǎn)角范圍帶入機構(gòu)動態(tài)仿真分析中，可以模擬出轉(zhuǎn)向的全過程。并得出車輪轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)角極限位置時左側(cè)車輪與轉(zhuǎn)向縱拉桿的相對位置及最小間隙。如圖：
由此結(jié)果可以得出轉(zhuǎn)向縱拉桿內(nèi)彎的具體形狀，以便使左輪內(nèi)轉(zhuǎn)到極限角度時轉(zhuǎn)向縱拉桿與左輪不發(fā)生干涉。（注：以上分析涉及的具體參數(shù)省略）
結(jié)論：
以上分析是一個從 設(shè)計→分析驗證→設(shè)計改進→分析驗證 的反復(fù)過程。
通過多次的分析最終使設(shè)計更優(yōu)化、更合理。以上設(shè)計已用在實際的車型上，通過真車試制與道路實驗的驗證，證明以上設(shè)計是成功的。同時說明應(yīng)用UG軟件進行設(shè)計與分析，可以提高工作效率，簡化工作難度，節(jié)約開發(fā)周期與費用。
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（轉(zhuǎn)載）
