鋁合金車(chē)輪設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、車(chē)輪是汽車(chē)行駛系統(tǒng)中重要的安全部件，汽車(chē)前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)車(chē)輪傳遞，車(chē)輪的結(jié)構(gòu)性能對(duì)整車(chē)的安全性和可靠性有著重要的影響。另外，車(chē)輪還是汽車(chē)外觀的重要組成部分。傳統(tǒng)車(chē)輪設(shè)計(jì)多憑借經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)，存在著設(shè)計(jì)盲目性大、設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、成本高等諸多弊端。面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)迫切需要采用科學(xué)的手段改善設(shè)計(jì)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(wèn)題的理想方法。 本文運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)理論，將造型設(shè)計(jì)構(gòu)思表現(xiàn)的方法與技能應(yīng)用于車(chē)輪設(shè)

2、計(jì)中，結(jié)合車(chē)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(chē)輪的性能、結(jié)構(gòu)和外觀美。 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是車(chē)輪重要的性能指標(biāo)。鑒于車(chē)輪彎曲疲勞試驗(yàn)是車(chē)輪三項(xiàng)性能試驗(yàn)中失效頻率較高的一個(gè)，本文采用有限元技術(shù)對(duì)鋁合金車(chē)輪彎曲疲勞試驗(yàn)進(jìn)行強(qiáng)度分析。首先根據(jù)試驗(yàn)工況建立起16×6.5J車(chē)輪的有限元模型，通過(guò)靜力分析研究螺栓預(yù)緊力、旋轉(zhuǎn)離心力和試驗(yàn)彎矩對(duì)車(chē)輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響以及車(chē)輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律。為驗(yàn)證有限元計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性

3、，本文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析，利用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀采集危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力信號(hào)。結(jié)果表明，計(jì)算值與實(shí)測(cè)值間誤差只有4％，有限元計(jì)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(chē)輪破壞的主要形式，在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)車(chē)輪的疲勞壽命有著重要的意義。決定結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的是危險(xiǎn)點(diǎn)的最大最小應(yīng)力值，本文利用有限元?jiǎng)恿W(xué)分析得出車(chē)輪在旋轉(zhuǎn)彎矩下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，確定危險(xiǎn)點(diǎn)的位置及其應(yīng)力極值。在此基礎(chǔ)上根據(jù)疲勞壽命預(yù)測(cè)理論，采用名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力應(yīng)變法結(jié)合Min