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| 针对某车型在开发过程中遇到的转向系统方向盘在发动机怠速时振动过大、舒适性恶化的问题，进行了机理分析、优化设计及试验验证，主要结果包括以下几个方面：(1)转向系统的振动响应试验表明发动机怠速激励频率是25Hz，试验模态分析表明汽车方向盘一阶固有频率是27.5Hz，两者接近，引起了方向盘的共振，使得其振动明显偏大，严重影响舒适性。(2)建立了转向系统的有限元仿真模型，计算模态分析前6阶固有频率和模态试验值误差在7%以内，验证了有限元模型的准确性。在此基础上进行了灵敏度分析和优化设计，转向系统优化设计后的一阶固有频率相对原状态仿真值和试验值只提高了1.7Hz和0.5Hz，未达到避开发动机怠速激励频率3Hz以上的目标，因此未采用该优化方案，而采用对结构进行工程改进设计的方案。(3)对转向系统进行了工程改进设计，主要是增加了转向管柱支架和安装支架的接触面积以提高安装点的刚度，从而提高系统固有频率。对修改后的转向系统进行计算模态分析的结果表明一阶固有频率提高到30.4Hz，试验模态分析为31Hz，达到避开发动机怠速激励频率3Hz以上的目标。随后的怠速振动测试量化了振动改善效果，各测点在各方向上25Hz处的加速度值和加速度Total-sum值都有了明显的降低，25Hz处的加速度值降低最多达到109.8%，加速度Total-sum值降低最多达到77.8%，主观评价人员对改进进行了实际评价，对改善的效果表示认同，方向盘振动异常问题得以解决。 |
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