鋁合金車輪設計及結構分析.pdf

1、車輪是汽車行駛系統(tǒng)中重要的安全部件，汽車前進的驅動力通過車輪傳遞，車輪的結構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)車輪設計多憑借經(jīng)驗展開，存在著設計盲目性大、設計制造周期長、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計方法，本文所采用的CAD技術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)設計理論，將造型設計構思表現(xiàn)的方法與技能應用于車輪設

2、計中，結合車輪結構尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化，使工程技術與形式美密切結合，綜合表現(xiàn)了車輪的性能、結構和外觀美。 結構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、旋轉離心力和試驗彎矩對車輪結構強度的影響以及車輪結構的應力應變分布規(guī)律。為驗證有限元計算結果的準確性

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。結果表明，計算值與實測值間誤差只有4％，有限元計算結果是可靠的，為后續(xù)的疲勞分析奠定了基礎。 疲勞破壞是車輪破壞的主要形式，在設計階段預測車輪的疲勞壽命有著重要的意義。決定結構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、局部應力應變法結合Min