摘要: |
随着经济、社会的发展,人们对轿车使用性能的要求越来越高,从而对车轮的使用性能越来越重视。车轮不仅需要具备良好的静力学特性,还必须具备良好的结构动态特性。利用有限元法进行结构模态分析,可以得到车轮结构的动态特性。由于车轮模型形式多样、结构复杂,对其进行结构优化设计具有很高的难度。对某一类型车轮的优化设计进行了探索性的研究,研究结果表明,通过对车轮结构的优化设计,可以进一步降低车轮的重量,在保证车轮性能的前提下充分地节省材料并改善车辆行驶性能,对降低车轮制造的成本具有重要的意义。
系统地研究了轿车铝合金车轮的有限元模型建立,模态计算,刚度计算,弯曲分析与优化设计的方法。首先利用ANSYS软件建立车轮三维空间几何模型,然后用三维实体单元对该车轮的几何模型进行离散化处理,得到车轮有限元模型。而后在对结构、边界条件简化的基础上,分别建立了车轮轮辋刚度计算、车轮模态计算和车轮弯曲分析有限元模型。
采用有限元法对轿车铝合金车轮的有限元模型进行模态计算,求得了车轮的固有频率和固有振型。此外,模态计算还以有限元理论为依据,考虑了车轮行驶速度的影响,将其通过预应力效应的方式施加在车轮上。建立了综合考虑车轮轮辋刚度、车轮模态和车轮弯曲疲劳寿命的影响的一个17英寸车轮结构优化设计模型,并在此基础上对该车轮进行了优化设计,得出了更加合理的车轮结构参数。 |