鋁合金輪轂設計分析平臺的建立及疲勞壽命研究.pdf

1、輪轂是汽車的重要安全件之一,輪轂的可靠性直接或間接的影響其它部件的工作性能,甚至威脅到乘車人員的生命安全。近年來,由于輪轂質量不合格所引發(fā)的交通事故也是層出不窮。因此,如何快速有效地對輪轂可靠性進行分析優(yōu)化是十分必要的。本論文主要從輪轂的拓撲優(yōu)化設計、參數化設計分析平臺建立、疲勞壽命等三部分內容進行分析研究。
　　輪轂輪輻形式多種多樣,不同輪轂的輪輻數目不同、輪輻彎曲程度不同、輪輻背部的減重槽體積也不同。本文研究在輪轂概念設計階段

2、,通過引入輪轂國家標準試驗中的彎曲工況和沖擊工況加載與約束,對輪轂模型進行剛度約束下的最小體積拓撲優(yōu)化,從而得出拓撲優(yōu)化后輪轂輪輻空間形狀。
　　輪轂的參數化設計及性能分析平臺能夠實現輪轂的快速設計與強度校核,從而得到滿意的造型。此平臺的建立集成了UG的二次開發(fā)、ANSYS參數化語言APDL、Visual C++語言和Coin3D。通過在UG對話框中輸入相關尺寸參數,完成輪轂造型,并提取關鍵參數給ANSYS調用。在ANSYS中,利

3、用APDL語言把對輪轂進行各種分析的命令流寫進宏文件。利用Visual C++中的函數實現力的大小、不同尺寸等參數輸入和宏文件的調用,結合開源軟件Coin3D,構建了輪轂性能分析平臺,使其能在一個用戶界面下完成整個輪轂分析和結果查看功能。此平臺的建立對輪轂的設計具有一定的指導意義,相對于傳統(tǒng)方法縮短了產品開發(fā)時間,提高了效率,降低了設計成本。
　　疲勞破壞是輪轂的主要失效形式之一。在輪轂設計中如果可以預測輪轂的危險部位和疲勞壽命,