基于HyperWorks的某型叉车驱动轮轮辋强度分析

基于HyperMesh的减速机机架强度分析王建明薛运锋朱永杰三一重机有限公司上海201200摘要：应用HyperMesh分析软件对减速机机架有限元模型进行了模型的前后处理,得到减速机机架在不同工况下的应力图和变形图。

通过分析机架的变形和应力状况,获得机架强度是否满足设计要求,并提出合理的改进方案。

关键词：HyperMesh有限元分析强度减速机1 概述减速机在矿车中承担着动力的转换与传输作用，它能有效地降低输出的转速，提高输出扭矩。

它的强度及其寿命直接关系到整个矿车的性能。

减速机通过螺栓连接于后桥箱法兰，后桥箱鼻锥和横向稳定杆连接车架，这样就实现了减速机与车架的连接。

减速机通过扭力管和轮胎连接，把轮胎与车架连在一起。

减速机在矿车中起着举足轻重的关键作用，因此在设计生产中，必须综合考虑减速机的结构强度和刚度问题。

HyperMesh是一个高效的有限元前后处理器[1]，能够建立各种复杂的有限元和有限差分模型，与多种CAD 、CAE 软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。

本文利用HyperMesh的前后处理，对减速机机架进行网格划分，添加边界条件，建立有限元模型，并通过第三方求解器进行有限元分析，以验证其强度是否满足设计要求，从而为设计提供理论参考。

2 减速机机架有限元模型建立与HyperMesh处理2.1 基于HyperMesh的网格划分HyperMesh中具有几何型面的网格自动化分模块[2-4]，导入曲面数据时，有时存在缝隙、重叠、错位等缺陷，边界错位经常引起网格扭曲，导致单元质量不高，求解精度差。

因此,分析之前的几何清理变得十分重要，它决定分析能否进行，影响分析的效率和精确度。

通过消除错位和小孔，压缩相邻曲面之间的边界，消除不必要的细节，就能够提高整个划分网格的速度和质量，提高计算精度。

如图1所示，为整个机架的网格划分后的模型，在划网格之前，去除了模型里面的一些细小的油管，填补了一些小油洞等不受力或者受力很小的地方。

基于HyperWorks的扭力梁强度分析周云平廖世辉龙弟德欧堪华长安汽车工程研究总院CAE工程所，重庆，401120摘要：某工装车在可靠性道路试验中，发现扭力梁多处开裂。

本文应用HyperWorks进行扭力梁强度分析，找出了扭力梁开裂的根本原因。

通过对扭力梁结构进行优化设计，达到了扭力梁的强度疲劳设计目标。

关键词：HyperWorks扭力梁强度优化1 引言某工装车在可靠性道路试验中，发现扭力梁下加强板多处开裂，如图1所示。

扭力梁作为后悬架重要的支撑和性能部件，如果不及时整改，将会严重影响整车的可靠性、操纵稳定性、平顺性等性能的充分发挥，甚至会产生严重的安全隐患问题。

所以，必须找出引起扭力梁开裂的根本原因，从源头上解决该问题以提高产品质量，满足汽车研发中扭力梁可靠性使用要求。

本文通过HyperWorks软件，建立扭力梁有限元模型进行强度分析，分析结果发现扭力梁开裂处出现极大的应力集中，容易导致疲劳开裂，这与试验结果十分吻合。

通过对扭力梁进行结构优化和强度分析，达到了扭力梁的强度疲劳设计目标。

2 扭力梁强度分析2.1有限元模型根据扭力梁的结构特点，对整个扭力梁和焊缝均采用壳单元在HyperMesh中进行网格划分，实心扭力杆和橡胶衬套采用六面体单元模拟，有限元模型如图1所示。

图1扭力梁路试开裂和有限元模型示意图2.2 材料属性为了提高计算结果的精度，计算中考虑了材料非线性和几何非线性，所以扭力梁使用的各种材料（如B510L 、Q235、DC04等等）不仅给出了它的弹性模量和泊松比，还给出了材料发生塑性变形后的应变和应力的关系曲线。

2.3 强度分析工况和设置悬架系统承受路面冲击载荷的大小与车辆行驶速度、路面状况和载重量等因素有关。

采用惯性释放方法，本文主要分析扭力梁在扭转极限工况下的强度，扭转极限工况下扭力梁各个接附点的载荷已通过多体动力学软件计算得到，如表1所示。

2.4 分析结果有限元模型经调试无误后提交计算，使用后处理软件HyperView 查看扭力梁整个结构的变形和应力分布，以及各零部件的应力大小等。

某型叉车轮辋开裂原因有限元分析常亮1 袁正2 李戈操2（安徽合力股份有限公司1, 安徽省工业车辆重点实验室2 安徽合肥 230601）摘 要：针对某型叉车转向轮轮辋开裂问题，对轮辋模型进行静强度分析计算。

分析过程中，为了更好地模拟实际工况，考虑了非线性接触、螺栓的预紧力矩等因素。

根据计算的应力、变形结果找出了开裂的原因，并提出改进措施。

改进后的结构经过有限元分析、疲劳试验以及市场跟踪，证实了改进后的效果较为理想。

关键词：转向轮；轮辋； Altair HyperWorks ；非线性；开裂0 概述叉车轮辋是一个承受随机疲劳载荷的旋转薄壳结构，叉车在行驶中车轮受到整车和地面各种不同的作用力(如垂直力、侧向力、制动力和驱动力矩等)，同时它还受到轮胎充气压力、联接螺栓拧紧力矩及制造过程中的残余应力的联合作用。

因此，轮辋受力情况非常复杂，应力分布变化梯度较大。

换言之，即是轮辋的力学特征非常复杂，目前国内外尚无统一的解析法或试验方法对其进行描述。

普遍采用的行之有效的方法就是通过有限元法进行分析校核。

本文针对某型叉车在特种行业由于颠簸过于频繁导致轮辋出现开裂（如图1）的具体问题，利用有限元前处理软件HyperMesh 进行有限元建模，解算器使用OptiStruct 和Abaqus 。

分别对该型叉车转向桥轮辋进行了线性和非线性有限元分析，找出其断裂的原因，提出针对此行业用叉车的结构改进措施。

并对改进后的结构进行分析跟踪。

1. 轮辋有限元模型的建立建立该轮辋有限元模型时，由于叉车行业没有相关标准参照，但轮辋结构与汽车相似。

故借鉴了汽车行业对车轮进行有限元分析的经验，并参照了汽车行业的相关试验标准，如《GB-T 5909-1995 载货汽车车轮性能要求和试验方法》1、《ISO 3894-2005 道路车辆.商用车辆的车轮 轮辋试验方法(英文版)》2、《SAE J267载货汽车车轮、轮辋性能要求及实验方法(英文版)》3等。

基于HyperWorks的某重卡轮辋开裂分析及改进李林;王登平;陈传增;高松【摘要】车轮是汽车的行驶系统中的重要部件,其主要功用是:支撑整车重量;导向、传递动力.文章针对某重卡驱动轮轮辋开裂开裂问题,对轮辋模型进行静强度分析计算.文章以9.00×22.5规格轮辋为研究对象,采用CATIA三维建模软件进行建模,运用Altair HyperWorks12.0有限元分析软件进行试验模拟,得出分析结果.运用同样的方法对改进方案进行分析,最终选择出符合使用要求的产品.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P35-37)【关键词】轮辋;CATIA;AltairHyperWorks12.0;有限元分析【作者】李林;王登平;陈传增;高松【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230022【正文语种】中文10.16638/ki.1671-7988.2016.05.004CLC NO.: 465.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)05-35-03 车轮是汽车行驶系统中的重要部件，其可靠性与汽车行驶安全紧密相关。

传统的对车轮轮辋的设计检测方法是通过试验台对车轮进行台架试验，成本高且耗时。

而采用有限元分析能够在新产品设计初期模拟轮辋的试验，对轮辋的强度进行分析，成本较低且大大缩短设计周期。

根据市场反馈，某6×2牵引车出现轮辋开裂问题，开裂部位为轮辐通风孔及车轮螺栓孔周围，见图1。

经调查该车使用的是轻量化轮辋且使用工况较好，不存才超载现象，排除磕碰及超载的可能。

考虑到设计员可能因轻量化设计而造成产品强度不够的可能，本文以该轮辋为研究对象，采用CATIA三维建模软件进行建模，运用Altair HyperWorks12.0有限元分析软件进行试验模拟，并与改进方案进行对比分析，找出最优方案。

基于HyperWorks的载货车车架强度仿真分析晏强;高伟;方慧平;王磊【摘要】本文运用HyperWorks有限元分析方法,建立了载货车车架强度分析模型.确定了车架静态垂向、转弯、扭转和制动四种工况下的边界条件和载荷.强度分析结果为车架结构设计提供了理论依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P106-107,118)【关键词】载货车车架;有限元法;强度分析【作者】晏强;高伟;方慧平;王磊【作者单位】陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200;陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200;陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200;陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200【正文语种】中文【中图分类】U466CLCNO.:U466 Document Code：A Article ID：1671-7988(2015)03--车架作为汽车的承载基体，承受着来自车内外的各种载荷，因此车架应具有足够的强度来保证汽车的行驶和安全性能。

本文以某款载货车车架为研究对象，以HyperMesh为前处理工具，建立以壳单元为主，多种单元形式相结合的有限元分析模型。

求解器采用Radioss进行计算，后处理工具采用HyperView进行分析判断。

通过车架强度仿真分析，知悉车架在各个工况下的应力分布情况，有利于设计人员进行结构优化，使车架强度满足整车性能要求。

1.1 模型的建立本文研究的车架为边梁式螺栓连接和铆钉连接车架，两侧为冲压纵梁与铸造前伸梁相结合，中间有冲压变速器横梁、尾梁和若干管横梁，其中管横梁以焊接法兰板的形式装配在纵梁上。

将车架CATIA三维模型转换为stp格式，导入HyperMesh进行前处理工作。

建立车架有限元分析模型时，钣金件用壳单元模拟，单元平均尺寸10mm，以四边形为主，含少数三角形单元；铸造件用四面体单元模拟，单元平均尺寸5mm。

基于HyperWorks的副车架强度及模态分析宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【摘要】为了提高某车型副车架性能和缩短开发周期,利用三维设计软件CATIA建立副车架3D几何模型,基于有限元和模态分析的基本理论,利用HyperWorks软件建立副车架有限元模型,分析了副车架的静强度和前6阶固有频率及振型,分析结果满足设计要求,为副车架的可靠性及优化设计提供了理论支撑,同时也为副车架的动态响应提供了重要的模态参数.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P16-18)【关键词】副车架;强度;模态;频率【作者】宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司【正文语种】中文副车架是汽车底盘系统的重要部件，汽车上绝大多数部件和总成是通过副车架来固定其位置以保证汽车的正常行驶，并将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力、侧向力以及它们引起的力矩传递到车身上。

副车架在一定程度上使车辆具有良好的乘坐舒适性和稳定性，因此其可靠性强度直接关系到整车的安全性[1]。

与国外的研究分析成果相比，我国的副车架设计尚处于起步阶段,国内主机厂对副车架一般进行逆向研发，自主设计。

文章主要在满足整车安全性和舒适性的基础上进行了副车架的强度和模态分析。

达到了满足整车性能的要求。

1 副车架的功能及数模设计1.1 副车架的功能副车架功能主要有两方面：1）底盘的连接刚度在副车架的作用下得到提高；2）副车架能够降低路面振动给整车带来的影响，提高乘坐的舒适性[2]。

所以副车架设计应满足汽车具有良好的行驶平顺性、减振性及操纵稳定性，汽车制动和加速时减少车身纵倾的可能性，能可靠地传递车身与车轮间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命的要求。

1.2 数模设计为了使某车型副车架具有更好的功能性、可靠性及良好的工艺性，对该轿车副车架进行设计初期分析。

基于Hyperworks车轮辐板轻量化设计作者：杨情操张开陆明邹亮徐长倩来源：《汽车科技》2018年第03期摘要：以某车轮辐板为研究对象，建立基于Hyperworks的有限元模型。

对通风孔进行优化布局，尽可能加大通风孔尺寸，满足制动散热需要，并对通风孔进行美观造型设计，满足结构强度、刚度和板厚度尺寸为约束，整体质量最小为目标的尺寸优化，得到最佳的尺寸配置。

优化后的结构单件质量下降283g，单台车质量下降1981g，取得较好的优化效果。

关键词：车轮辐板；Hyperworks；轻量化中图分类号：U463.34 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2018）03-0016-04Based on the Light Quantitative Design of the Hyperworks Wheel Spoke BoardYANG Qing-cao1， ZHANG Kai2，LU Ming1，ZOU Liang1，XU Chang-qian1（1.NAVECO LTD， Jiangsu Nanjin 210028；2.Changan Mzada Automobile co.，Ltd， Jiangsu Nanjin 211103）Abstract： A finite element model based on Hyperworks is established in this paper. Optimize the vent layout， increase the vent size as far as possible， meet the needs of the brake cooling， and the vents are beautiful modelling design， satisfy the structural strength， stiffness and thickness of the plate size as constraint， the target of minimizing the overall quality of size optimization， the size of the best configuration. After the optimized structure， the quality of the single unit was reduced by 283g， and the quality of the single-stage vehicle decreased by 1981g， which achieved a better optimization effect.1 引言车轮是轻型商用车必不可少的部件之一。

《装备维修技术》2021年第2期（总第182期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2021.02.005基于HyperWorks的特种车辆车身有限元分析史富增1　杨增杰2　许刘林1（1.徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州工程机械研究院，江苏徐州　221004；2.江苏徐工工程机械研究院有限公司，江苏徐州　221004）摘要：以某型特种救援车辆为研究对象，根据车辆使用工况确定车身受力情况和边界条件，应用Pro/E软件建立越野车身三维模型，导入Hyperworks中添加约束和负载，利用有限元分析得到车身应力、应变结果。

通过分析计算结果可知，该型车身的强度、刚度等性能均满足设计要求。

为进一步提升车身材料效能并减轻重量，可根据应力云图改进车身结构，实现车身系统的等强度优化设计。

关键词：特种车辆；车身；应力；应变引言近几年，自然灾害频发，灾后紧急救援关系到人们生命和财产安全，陆地应急救援装备能辅助救援工作者更好的实施救援，其适应不同环境的空投、机动能力是到达目标区域实施救援的先决条件。

某型特种车辆采用独特的四轮系摇臂式行走驱动系统和可调大行程油气悬挂减振系统，能适应丘陵、林地等崎岖山路甚至无路环境，可安装不同功能模块，完成物资保障、伤员运输等功能。

该型特种车辆主要由动力系统、电控系统、行走系统、液压系统、搭载系统及车身系统等组成。

行走系统与车身系统铰接，车身系统是整车其余零部件安装固定和有效工作的基础。

因此车身的结构强度、承载能力、抗冲击能力必须满足整车各工况不同环境的使用要求。

本文结合某新型救援车辆研发项目，采用CAD/CAE技术对某型特种救援车辆车身系统进行设计分析和优化改进。

1. 车身系统有限元模型建立1.1 车身系统设计和三维建模根据特种车辆使用环境和总体布置要求，车身系统采用船型桁架结构，船型结构有利于提高车辆的接近角和离去角，桁架结构能在满足承载需求的情况下较好的控制系统重量，提高车辆经济性。

基于HyperMesh的车轮强度有限元分析沈智达乔鑫陈海树华晨汽车工程研究院沈阳摘要：利用HyperMesh有限元前处理软件，结合车轮盒轮胎有限元的建模特点，探讨了带有充气轮胎的车轮的有限元建模方法，对充气轮胎在静载和滚动工况下的车轮强度进行了分析，并且与试验结果进行了比较。

关键词：HyperMesh，车轮强度，非线性，接触0 概述车轮是车辆行驶系的重要组成部分之一，起着承载、转向、驱动、制动等作用，车轮的好坏直接影响车辆的使用性能。

在当前高品质轮胎产品的开发设计中，工程师已经普遍应用有限元分析技术研究带有轮胎结构的车轮力学问题，希望从分析中获得某些帮助，以便指导新产品的开发，提高产品质量并减少开发成本。

但是轮胎本身结构复杂，在使用条件下表现出各种复杂的力学现象，轮胎结构有限元分析同时包括几何非线性，材料非线性，接触边界以及各类加载情况和边界变化等问题。

所以与其他计算力学问题不同，带有轮胎结构的车轮有限元分析具有特殊性，包括需要考虑材料的非线性应力，大变形，大应变，边界条件的持续变化，材料的复合属性等。

应用Hyper-Mesh软件作为前处理， Abaqus软件进行求解能完全满足上述分析的条件和要求，应用这种分析方法得出的计算结果与试验结果有良好的一致性，这为车轮产品的开发奠定了基础。

1 车轮和轮胎的有限元模型有限元模型使用通用有限元前处理软件Hyper-Mesh搭建。

车轮的主要组成部分是轮辐和轮辋，对车轮进行离散化时采用尺寸较小的六面体单元进行网格划分，并且保证轮辐和轮辋在交界处的单元节点是耦合的。

为了节省运算时间，可以用一维的刚体单元来模拟轮辐周围的螺栓。

图1相对于车轮，轮胎的建模更为复杂，图1是实际轮胎的结构。

在有限元模型中，最外面的胎面胶用六面体单元描述，胎边胶和内面胶用尺寸较大的壳单元描述，三种胶的材料参数也是不同的；胎体内部的钢丝层和钢丝环带用壳单元描述；在轮胎胶与钢丝带的交界处的单元节点要求耦合，这样，轮胎就形成了一个封闭的腔体。

基于HyperWorks的某轻卡轮辋总成结构优化设计马波【摘要】文章针对轮辋总成开裂问题,通过Catia三维建模软件进行建模,利用HyperWorks建立某轮辋总成有限元分析模型,对轮辋模型进行静强度分析;通过有限元分析结果,对不同设计方案强度进行对比,找出最优方案,为设计员优化产品结构提供依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】3页(P12-13,50)【关键词】轮辋;HyperWorks;强度【作者】马波【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U463.342CLC NO.:U463.342Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-12-03 根据市场反馈，某轻卡轮辋市场开裂故障较多，主要故障模式为通风孔与螺栓孔连接处开裂（如图1），初步分析为轮辋强度不足，需要对轮辋强度进行校核。

对车轮总成强度校核，常规方法是依据GB/T5909 《商用车辆车轮性能要求和试验方法》开展台架性能试验，该方法不能准确反映出轮辋的强度大小。

本文通过三维建模采用 HyperWorks有限元分析软件，模拟轮辋受力情况进行强度分析，依据分析结果选择优化方案。

市场故障件开裂位置主要在通风孔位置，通过现场调查，现有产品通风孔处尺寸、材料及表面加工质量均满足设计要求，初步分析为此处强度不足，故需要提升通风孔处强度。

考虑行业轻量化要求，排除增加料厚的方案，以改变通风孔处结构提高强度为主要出发点，形成以下两种方案：一是减小通风孔尺寸，二是将通风孔处截面结构由“C型”改为“S型”，改变通风孔受力方式，具体方案如下：1.1 通风孔尺寸优化方案缩小通风孔尺寸，可能会影响制动散热功能，故参考某竞品成熟车轮通风孔结构尺寸，将现有通风孔尺寸减小：1.2 截面结构优化方案根据通风孔处受力分析，考虑将通风孔处截面结构由“C型”改为“S型”：1.3 三维模型建立2.1 CAE分析工况依据GB/T5909 《商用车辆车轮性能要求和试验方法》，应用hyperowrks模拟车轮总成动态弯曲疲劳试验。

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1660-1669 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122154基于HyperWorks 的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析王士明，潘 羽，朱春鹏上海理工大学机械工程学院，上海收稿日期：2023年2月22日；录用日期：2023年3月24日；发布日期：2023年3月31日摘要汽车前轴是底盘系统的重要组成部分，其强度直接影响整车的安全性和可靠性。

在HyperWorks 建立材料为40 Cr ，单元类型为四面体的前轴有限元模型。

选取三种典型工况：越过不平整路面工况、紧急制动工况、侧滑工况，在板簧座施加静态载荷，在主销孔处施加约束，对前轴进行静强度分析，得出三种工况下的位移云图及应力云图。

并在此基础上对疲劳寿命进行了预估。

结果表明，前轴在三种典型工况下最大应力均未超过材料屈服极限，最低疲劳寿命为62万公里，满足疲劳寿命的要求，验证了设计的合理性。

关键词货车前轴，有限元分析，HyperWorks ，疲劳强度Based on the Truck Front Axle HyperWorks Finite Element Analysis and Fatigue Strength AnalysisShiming Wang, Yu Pan, Chunpeng ZhuSchool of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, ShanghaiReceived: Feb. 22nd , 2023; accepted: Mar. 24th , 2023; published: Mar. 31st , 2023AbstractThe front axle is an important part of the chassis system, and its strength directly affects the safety and reliability of the vehicle. The finite element model of front axle with material of 40 Cr and王士明 等element type of tetrahedron was established in HyperWorks. Three typical working conditions are selected: crossing uneven pavement condition, emergency braking condition and side slip condi-tion. Static load is applied to the leaf spring seat, and constraints are applied to the main pin hole. The static strength analysis of the front axle is carried out, and the displacement cloud diagram and stress cloud diagram under three working conditions are obtained. On this basis, the fatigue life is estimated. The results show that the maximum stress of the front axle under three typical working conditions does not exceed the yield limit of the material, and the minimum fatigue life is 620,000 km, which meets the requirements of fatigue life and verifies the rationality of the design.KeywordsFront axle, Finite Element Analysis, HyperWorks, Fatigue StrengthCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言前轴是车辆悬架系统的重要组成部分，主要通过悬架结构联接到车架上。

基于Altair HyperWorks热塑性复合材料车轮的轻量化设计及强度分析Lightweight Design and Strength Analysis of Thermoplastic Composite Automotive WheelBased on Altair HyperWorks汪小银刘献栋单颖春摘要: 本文详细论述了使用Altair HyperWorks系列软件对热塑性复合材料车轮做概念设计、详细设计及强度分析的过程。

首先，采用OptiStruct对复合材料车轮做了多载荷工况下多设计空间和多目标的拓扑优化，实现了设计空间内材料的合理分布。

讨论了不同工况和目标权重因子的设置对拓扑结果的影响。

基于拓扑结构及加工工艺，对复合材料车轮结构进行了详细设计，包括采用预埋方式与车轮成为一整体的金属嵌件的设计。

采用HyperXtrude 模拟了注塑成型过程中材料的流动情况，获得了纤维的方向属性。

用RADIOSS求解器准确高效的仿真分析了复合材料车轮在三种工况下的承载情况。

结果表明，基于最大主应力失效准则，复合材料车轮有更大的安全裕量。

复合材料车轮重5.59kg，相比对标铝轮减重22.3%，轻量化效果明显。

本文的研究方法同样适用于其他热塑性复合材料制造而成的承载件。

关键词:热塑性复合材料，金属嵌件，Altair HyperWorks，OptiStruct，HyperXtrude Abstract:With the help of Altair HyperWorks, this paper constructs the design process and the strength analysis method of the long glass fiber reinforced thermoplastic composite (LGFT)wheel. Using OptiStruct, the multi-objective topology optimization under multiple design spaces and multiple loading cases is conducted to obtain the robust structure, where the complicated ribs generated in design spaces are quite distinct from conventional steel or aluminum alloy wheel. The effects of weighting factors of two objectives and three loading cases on the topological results are discussed. And the LGFT wheel including the aluminum alloy insert is also designed in detail based on the concept structure and molding process. The novel metallic insert molded-in is another typical feature of LGFT wheel. Using HyperXtrude, the injection moulding process is simulated to obtain the fiber directions. Capturing the material anisotropy, the strength performances of LGFT wheel are effectively calculated by the RADIOSS solver. The results show that there is larger safety margin than the baseline wheel based on the maximum stress failure criterion. The LGFT wheel of 5.59kg saves 22.3% weight compared to the aluminum alloy baseline. For the increasing requirement of automotivecomponents lightweight design, the method and consideration in this paper may also provide some ways for the design and strength analysis of other carrying structures made of thermoplastic composite.Key words:thermoplastic composite wheel, metallic insert, Altair HyperWorks，OptiStruct，HyperXtrude1 引言车轮是汽车不可或缺的关键安全零部件之一，除了承受垂直载荷外，还要承受因车辆起动、制动和行驶过程中转弯以及路面冲击等产生的多向动态载荷。

基于HyperWorks的风力发电机轮毂强度分析孙传宗 崔戈沈阳工业大学风能技术研究所基于HyperWorks的风力发电机轮毂强度分析Strength Analysis of Wind Turbine HubBased on HyperWorks孙传宗 崔戈(沈阳工业大学风能技术研究所，沈阳，10023)摘要: 以Altair公司的HyperWorks系列软件为分析平台,对某MW级风力发电机组轮毂进行静强度分析。

分析结果表明，该轮毂在极限载荷下能够满足强度的要求。

关键词: 风力发电机组，轮毂，HyperWorks，有限元分析Abstract:Application finite element software HyperWorks as an analysis platform to analysis a large-MW wind turbine hub for static strength check. The result shows that the strength satisfied the strength demand.Keywords:Wind Turbine,Hub, HyperWorks, FEA1 引言轮毂是风力发电机组中的重要部件，其几何外形复杂，且承受复杂工况。

随着风力发电技术的发展，风力发电机组向着大型化方向发展。

轮毂作为风力发电机组的重要组成部件，其几何外形复杂、承受的载荷情况十分复杂[1]。

轮毂是大型风力发电机组设计中的瓶颈，其静强度直接影响风力发电机组的整机性能，关系到整机的正常运行和设计寿命。

本文主要对极限载荷条件下的轮毂静强度进行分析计算，以确定轮毂的应力分布，从而找出轮毂的主要危险结构区域，为轮毂的结构优化提供依据。

2 有限元模型的建立首先采用Pro/E建立轮毂的三维模型，对整体刚度影响很小的钻孔、倒角等可以忽略，简化模型，对应力较大的局部结构应保证结构真实。