鋁合金車輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、車輪是汽車行駛系統(tǒng)中重要的安全部件，汽車前進的驅(qū)動力通過車輪傳遞，車輪的結(jié)構(gòu)性能對整車的安全性和可靠性有著重要的影響。另外，車輪還是汽車外觀的重要組成部分。傳統(tǒng)車輪設(shè)計多憑借經(jīng)驗展開，存在著設(shè)計盲目性大、設(shè)計制造周期長、成本高等諸多弊端。面對日益激烈的市場競爭，企業(yè)迫切需要采用科學的手段改善設(shè)計方法，本文所采用的CAD技術(shù)和有限元分析方法是解決上述問題的理想方法。 本文運用工業(yè)設(shè)計理論，將造型設(shè)計構(gòu)思表現(xiàn)的方法與技能應用于車輪設(shè)

2、計中，結(jié)合車輪結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化，使工程技術(shù)與形式美密切結(jié)合，綜合表現(xiàn)了車輪的性能、結(jié)構(gòu)和外觀美。 結(jié)構(gòu)強度是車輪重要的性能指標。鑒于車輪彎曲疲勞試驗是車輪三項性能試驗中失效頻率較高的一個，本文采用有限元技術(shù)對鋁合金車輪彎曲疲勞試驗進行強度分析。首先根據(jù)試驗工況建立起16×6.5J車輪的有限元模型，通過靜力分析研究螺栓預緊力、旋轉(zhuǎn)離心力和試驗彎矩對車輪結(jié)構(gòu)強度的影響以及車輪結(jié)構(gòu)的應力應變分布規(guī)律。為驗證有限元計算結(jié)果的準確性

3、，本文進行了實驗應力分析，利用動態(tài)應變儀采集危險點的應力信號。結(jié)果表明，計算值與實測值間誤差只有4％，有限元計算結(jié)果是可靠的，為后續(xù)的疲勞分析奠定了基礎(chǔ)。 疲勞破壞是車輪破壞的主要形式，在設(shè)計階段預測車輪的疲勞壽命有著重要的意義。決定結(jié)構(gòu)疲勞強度的是危險點的最大最小應力值，本文利用有限元動力學分析得出車輪在旋轉(zhuǎn)彎矩下的動態(tài)響應，確定危險點的位置及其應力極值。在此基礎(chǔ)上根據(jù)疲勞壽命預測理論，采用名義應力法、局部應力應變法結(jié)合Min