虞忠潮　邹理炎

摘 要：CATIA是汽车及汽车零部件厂家广泛应用的三维软件之一，商用车转向器壳体有时形状不规则，用常规公式计算真实应力分布情况比较困难，用CATIA建立其三维模型及有限元模型，对壳体在最大压力工况下进行静态CAE分析，得到最大应力值及分布情况，从而对壳体进行结构优化和轻量化设计。

关键词：转向器壳体；CATIA；CAE分析；轻量化设计

引言

文章阐述是用CATIA软件对商用车转向器壳体作CAE静态分析的应用实例。众所周知，汽车转向器是汽车转向系统的关键零部件，更是整车的安全件之一。现如今，前桥负荷1.5吨以上的商用车几乎都用上了液压助力转向器，其中壳体是转向器的缸体，一方面承担着高压油，一方面需与整车联接，起到保压及固定转向器的作用，尤其是支架部位有时空间结构复杂，面临强度要求和轻量化设计的矛盾，故对转向器进行有限元分析显得尤为重要。

1 转向器壳体三维模型、有限元模型的建立

利用CATIA软件的零件设计模块，通过拉伸、旋转、开孔等实体工具建立转向器壳体三维模型，從图1中可以看出，壳体主要由活塞缸体、输出轴箱体、安装支架组成。也可以看出，汽车转向器壳体空间结构形状较为复杂，且支架过渡部分形状不规则。这里需要说明的是，转向器壳体上一些螺纹、工艺凸台、工艺小孔等结构，在做三维模型时已经进行简化，因为在CATIA做CAE分析时，太过复杂且细小的结构会严重影响计算，所以在做有限元分析时，根据需要对局部特征进行简化，得到有利于有限元网格划分的三维模型是很有必要的。……