鎂合金車輪疲勞壽命預(yù)測與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、車輪是汽車行使系統(tǒng)中重要的安全部件之一,汽車前進(jìn)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。同時,車輪的外觀質(zhì)量直接影響到汽車的整體形象。鎂合金具有比重小、比強度高、外形美觀、易回收等優(yōu)點,近年來得到了廣泛的應(yīng)用。車輛上采用鎂合金車輪可以有效的降低能耗、改善整車的加速及制動性能、減小振動和噪聲,提高駕乘舒適性和安全性?，F(xiàn)有的疲勞壽命預(yù)測與優(yōu)化設(shè)計方法大都針對鋼和鋁合金車輪。由于鎂合金與鋼、鋁合金的疲勞性能差

2、別較大,因此,研究一種適合鎂合金車輪的疲勞壽命預(yù)測與優(yōu)化設(shè)計方法能實現(xiàn)車輪材料的更新?lián)Q代、推動鎂合金在車輪上的合理應(yīng)用,具有重要意義。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(yīng)用于鎂合金車輪的設(shè)計。在UG NX三維設(shè)計軟件中應(yīng)用美學(xué)原則,按照輪輞的國家標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建出鎂合金車輪的三維實體模型。分析了車輪承載車輛本身和負(fù)載的重量以及在不平路面行駛時產(chǎn)生的沖擊和振動載荷,確定車輪的疲勞屬于機械變幅疲勞。同時,車輪在設(shè)計時,出于安全考

3、慮,一般其設(shè)計名義應(yīng)力都小于材料的屈服極限,屬于高周疲勞。因此,本文提出鎂合金車輪的疲勞類型為機械高周變幅疲勞。對鎂合金車輪進(jìn)行疲勞分析的最終目的,就是要確定疲勞壽命。本文結(jié)合鎂合金車輪的疲勞類型為機械高周變幅疲勞的特點,在ANSYS軟件中,按照中國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的汽車輕合金車輪的性能要求和實驗方法所規(guī)定的疲勞實驗要求確定邊界條件和施加荷載,進(jìn)行求解。根據(jù)強度分析確定危險點的應(yīng)力值,采用名義應(yīng)力法對鎂合金車輪進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測。結(jié)果顯示,