汽车轮毂模态分析

车辆轮毂的结构与模具设计-开题报告研究背景车辆轮毂是车辆的重要组成部分之一，对车辆的性能和安全性具有重要影响。

因此，对车辆轮毂的结构与模具设计进行研究具有重要的理论和实用价值。

研究目的本研究的目的是探索车辆轮毂的结构和模具设计，以提高轮毂的质量和性能。

通过对轮毂的结构和模具设计进行分析和优化，可以提高车辆的操控性、经济性和安全性。

研究内容本研究将包括以下内容：1. 车辆轮毂的结构分析：分析轮毂的组成部分以及各部分之间的关系，探讨在不同工况下的受力情况。

2. 车辆轮毂的模具设计：通过对现有模具设计的优化和改进，提高模具的生产效率和轮毂的加工质量。

3. 轮毂材料选择与应用：研究不同材料对轮毂性能的影响，选择适合的材料以提高轮毂的强度和耐久性。

研究方法本研究将采用以下方法：1. 文献综述：通过查阅相关文献，了解轮毂结构和模具设计的研究现状和发展趋势。

2. 数值仿真：利用计算机辅助工程软件进行轮毂结构和模具设计的数值仿真分析，评估设计方案的性能。

3. 实验验证：通过制作样品轮毂和模具进行实验，验证数值仿真结果的准确性和可行性。

研究意义本研究的成果将有以下意义：1. 提高轮毂的性能和质量，增加车辆的操控性和行驶安全性。

2. 优化模具设计，提高生产效率，降低生产成本。

3. 为轮毂制造商和车辆制造商提供有关轮毂结构和模具设计的参考和指导。

预期结果本研究预期将得到以下结果：1. 对车辆轮毂结构的分析，包括轮毂各组成部分的受力情况。

2. 优化的轮毂模具设计方案，提高生产效率和产品质量。

3. 轮毂材料选择的建议，以提高轮毂的性能和耐久性。

研究计划本研究将按照以下计划进行：1. 第一阶段：文献综述和理论研究，了解车辆轮毂结构和模具设计的相关知识。

2. 第二阶段：数值仿真分析，评估不同设计方案的性能。

3. 第三阶段：制作样品轮毂和模具进行实验验证。

4. 第四阶段：数据分析和结果总结，撰写研究报告。

参考文献[参考文献1][参考文献2][参考文献3]以上是关于《车辆轮毂的结构与模具设计-开题报告》的简要内容，后续将进一步深入研究与分析。

汽车铝轮毂的试验仿真分析的开题报告一、研究背景及意义随着汽车工业的不断发展，轻量化成为汽车发展的重要方向之一。

高强度铝材料由于其轻质化、高强度和耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于汽车轻量化领域。

汽车铝轮毂作为重要的承载部件，在轻量化目标的驱动下也逐渐取代了传统的钢轮毂，成为汽车市场上的主流产品。

汽车铝轮毂作为车辆重要的承载部件，具有极高的安全性能要求。

因此，在铝轮毂的设计及生产中，需要进行大量的试验和仿真分析，以保证产品质量和安全性。

本项目旨在采用试验与仿真相结合的方式，研究汽车铝轮毂的强度、刚度及疲劳寿命等性能参数，为铝轮毂的设计、制造和检测提供科学依据，进一步提高汽车轻量化的水平和质量。

二、研究内容及方法1. 研究对象：汽车铝轮毂2. 研究内容：（1）试验方案的设计：根据铝轮毂的设计要求和产品规格，设计符合标准的试验方案，包括静载试验、疲劳寿命试验和冲击试验等。

（2）试验数据的采集与处理：采用测试仪器如应变计、加速度计等对试样进行数据采集，并对数据进行处理和分析。

（3）建立有限元模型：利用有限元软件建立铝轮毂的三维模型，并进行强度、刚度以及模态分析。

（4）模拟试验仿真：根据试验方案，利用有限元模型进行静载试验、疲劳寿命试验和冲击试验的仿真分析。

3. 研究方法：采用试验与仿真相结合的方法，利用试验数据和有限元分析手段进行铝轮毂的试验仿真分析，对其强度、刚度及疲劳寿命等性能参数进行研究。

三、研究计划及进度安排本项目计划分为以下几个阶段：1. 研究前期（2周）：文献调研，了解汽车铝轮毂的基本知识和发展趋势，确定研究方向和目标。

2. 试验方案设计（2周）：根据铝轮毂的设计要求和产品规格，设计符合标准的试验方案。

3. 试验实验（4周）：按照试验方案进行静载试验、疲劳寿命试验和冲击试验，并采集试验数据。

4. 数据处理与分析（3周）：对试验数据进行处理和分析，并绘制相应试验曲线。

5. 有限元建模与分析（4周）：利用有限元软件建立铝轮毂的三维模型，并进行强度、刚度以及模态分析。

摘要本文以汽车轮毂为研究对象，基于产品研究开发的一般流程，制定了产品结构设计、工艺方案设计、模具设计的技术路线。

借助CAD等工具，对汽车轮毂结构设计与性能分析、并对模具造型、铸造工艺等进行了设计。

首先介绍了我国轮毂模具的现状、发展趋势及我国模具发展的新技术，其次围绕轿车轮毂模具进行设计，针对轮毂的结构特点，确定模具的型腔数目、分型面以及脱模机构。

汽车轮毂的成型工艺方法较多，以挤压铸造生产轮毂的工艺方法现今多处于研究阶段。

本文根据挤压铸造的工艺特点，对汽车轮毂挤压铸造模具设计进行了分析总结，并对模具型腔进行了结构设计，查阅模具设计手册，完成模具的总体设计。

同时充分利用计算机绘图软件对零件进行设计, 利用Pro/E对零件进行三维造型, 并实现零件的三维装配和模具设计。

通过本次设计，对模具整个设计过程有了较好的了解。

关键词：模具；镁合金；汽车轮毂；挤压铸造；模具设计；低压铸造ABSTRACTThis paper mainly research on automobile wheel．Based on the general process of product development，the technical route is made including product structure，process scheme and mould．Using the software of CAD，such as the structure design of automobile hub with performance analysis, mould modelling, casting process design, etc.China introduced the aluminum mold wheel status quo first time, development trends and China's development of new technologies die, followed aroundthe family car aluminum wheel design tool for the structural characteristics of wheel, the mold cavity to determine the number of surface as well as from mode institutions. The method about molding process of magnesium alloy wheel is multiple．The way ofmanufacturing automobile wheel wim squeeze casting is not ripe on its research stage．Thispaper summarized main points of the squeeze casting mould，Check the manual mold design, mold choice to determine the structure of mold size, mold designcompleted. At the same time make full use of computer graphics software to design parts using Pro / E sional modeling of parts and components to achieve thethree-dimensional assembly and mold design, Through this design, the entire design process of the mold with a better understanding.Key words: Mold；Magnesium Alloy；Automobile Wheel；Squeeze Casting；Mold Designing；Low Pessure Csting目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2轮毂国内外研究现状 (1)1.2.1国内研究现状 (1)1.2.2国外研究现状 (2)1.3研究的目的和意义 (3)1.4设计的主要内容 (5)第2章轮毂零件的结构设计 (7)2.1轮毂模具设计的基本术语 (9)2.2汽车轮毂模具方案的设计标准 (9)2.3轮毂零件的3D设计 (10)2.3.1主要外形尺寸的确定 (10)2.3.2设计原则 (10)2.3.3汽车轮毂轮廓三维实体生成 (10)2.3.4汽车轮毂风孔的生成 (11)2.4本章小结 (13)第3章轮毂成形工艺介绍 (14)3.1轮毂成形的工艺特点 (14)3.2现行的轮毂主要成形方法及其优缺点 (14)3.2.1金属型重力铸造 (15)3.2.2低压铸造 (15)3.2.3压铸 (15)3.2.4挤压铸造 (17)3.3其他成形方法 (18)3.4本章小结 (19)第4章轮毂成形工艺分析 (20)4.1轮毂材料及性能特点 (20)4.2低压铸造的性能特点 (20)4.3工艺方案的确定 (21)4.4挤压铸造工艺参数 (23)4.5模具设计方案 (26)4.6本章小结 (27)第5章轮毂铸造模具的设计 (28)5.1挤压模具设计的基本原则 (28)5.2挤压铸造模具的工艺参数 (29)5.2.1汽车轮毂模具分模面的确定 (29)5.2.2凹模设计 (34)5.2.3凸模设计 (34)5.2.4模板设计 (35)5.3模具装配 (36)5.4本章小结 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (41)附录 (42)第1章绪论1.1 引言能源、环境和安全是当今备受关注的三大问题，也正是这三大问题制约了汽车工业的发展和汽车的普及。

《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂以其轻量化、耐腐蚀和良好的造型设计等特点，在现代汽车制造领域得到了广泛应用。

为了确保其设计、制造和使用的可靠性和安全性，有限元分析（FEA）技术被广泛应用于铝合金轮毂的力学性能评估。

本文将通过有限元分析的方法，对铝合金轮毂的力学性能进行深入研究。

二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 模型简化与假设在建立铝合金轮毂的有限元模型时，我们首先对实际结构进行适当的简化，忽略微小细节和次要因素。

同时，我们假设材料具有各向同性的特性，并遵循胡克定律。

2. 材料属性定义铝合金轮毂的材料属性包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。

这些参数将直接影响有限元分析的准确性。

因此，在分析前需准确获取这些材料属性。

3. 网格划分网格划分是有限元分析的关键步骤。

我们采用合适的网格尺寸和类型，对铝合金轮毂进行网格划分，确保模型的准确性和计算效率。

三、铝合金轮毂的有限元分析方法1. 边界条件设定在有限元分析中，我们需要设定合理的边界条件，包括约束、载荷等。

这些边界条件将直接影响分析结果的准确性。

2. 静力学分析静力学分析是评估铝合金轮毂在静态载荷下的力学性能的重要手段。

我们通过施加力、压力等载荷，分析轮毂的应力分布、变形等情况。

3. 动力学分析动力学分析则用于评估铝合金轮毂在动态载荷下的力学性能。

我们通过模拟不同工况下的振动、冲击等动态载荷，分析轮毂的动态响应和疲劳寿命。

四、结果与讨论1. 静力学分析结果静力学分析结果显示，铝合金轮毂在承受静态载荷时，应力主要集中在轮辐与轮盘的连接处以及轮辐与轮毂边缘的过渡区域。

通过对比不同设计方案的应力分布情况，我们可以找出最优设计方案，以提高轮毂的承载能力和使用寿命。

2. 动力学分析结果动力学分析表明，铝合金轮毂在受到动态载荷时，会产生一定的振动和变形。

通过分析轮毂的动态响应和疲劳寿命，我们可以评估其在实际使用过程中的可靠性和安全性。

同时，我们还可以通过优化设计，降低轮毂的振动和疲劳损伤，提高其使用寿命。

《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂是现代汽车工业中广泛应用的重要部件之一。

随着汽车行业的飞速发展，对于车辆轻量化、耐用性和安全性的要求也日益提升。

因此，铝合金轮毂以其优良的物理性能和经济性得到了广大制造商的青睐。

然而，在实际使用中，铝合金轮毂的设计和生产需要充分考虑其复杂的工作环境和各种潜在风险。

因此，采用有限元分析（FEA）对铝合金轮毂进行性能分析和优化显得尤为重要。

二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 材料属性定义在有限元分析中，首先需要定义铝合金轮毂的材料属性。

这包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等关键参数。

这些参数将直接影响模型的力学性能和应力分布。

2. 几何模型建立根据铝合金轮毂的实际几何形状和尺寸，建立精确的几何模型。

在建模过程中，应充分考虑轮毂的复杂结构和细节特征，以确保分析的准确性。

3. 网格划分将几何模型划分为适当的网格是有限元分析的关键步骤。

网格的划分应考虑到计算精度和计算效率的平衡，确保在关键区域有足够的网格密度。

三、铝合金轮毂的有限元分析1. 载荷和边界条件设置在有限元分析中，需要设置载荷和边界条件。

载荷包括车辆行驶过程中的惯性力、摩擦力等；边界条件则涉及到轮毂与轮胎的连接方式、约束等。

这些条件的设置将直接影响分析结果的准确性。

2. 应力分析通过有限元分析，可以获得铝合金轮毂在各种工况下的应力分布情况。

这包括静态应力、动态应力以及交变应力等。

分析结果将有助于评估轮毂的强度、刚度和耐久性。

3. 模态分析模态分析可以获取铝合金轮毂的振动特性，如各阶模态频率和振型。

这对于评估轮毂在复杂工作环境下的动态性能具有重要意义。

四、结果与讨论通过对铝合金轮毂的有限元分析，可以得到以下结论：1. 铝合金轮毂在各种工况下的应力分布情况，为优化设计提供依据；2. 模态分析结果有助于了解轮毂的动态性能，为降低振动和噪声提供参考；3. 通过对比不同设计方案的有限元分析结果，可以找到最优的设计方案，提高轮毂的性能和寿命；4. 有限元分析还可以用于评估铝合金轮毂在复杂工作环境中的潜在风险，为生产制造提供有力支持。

10.16638/ki.1671-7988.2020.21.035某皮卡轮毂防尘罩强度与模态性能分析谭国辉（江西江铃专用车辆厂有限公司，江西南昌330052）摘要：为了验证某皮卡轮毂防尘罩的性能，首先建立防尘罩的有限元模型，然后采用频率响应方法和重力场方法对其进行强度分析，分析结果表明其最大应力值均小于材料屈服值，满足强度性能设计要求。

再对其进行约束模态分析，分析结果表明其前三阶频率均高于振动频率，符合动态特性要求。

关键词：防尘罩；有限元；频率响应；强度；模态中图分类号：U463.345 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)21-116-03Strength and Modal Performance Analysis of a Pickup Hub Dust CoverTan Guohui（Jiangxi Jiangling Special-Purpose Vehicle Corporation Limited, Jiangxi Nanchang 330052）Abstract: Aiming at verifing the performance of a pickup hub dust cover. Firstly, the finite element model of dust cover was established. Secondly, it was strength analyzed by adopting frequency response method and gravity field method , the analysis result showed that its maximum stress was less than the material yield value, it could meet the strength performance design requirements. Lastly, its was constrained modal analyzed, the analysis result showed that its first three frequencies were higher than the vibration frequency, so it could meet the dynamic characteristics requirement.Keywords: Dust cover; Finite element; Frequency response; Strength; ModalCLC NO.: U463.345 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)21-116-031 引言轮毂防尘罩是汽车车轮系统重要的部件，其通过螺栓安装在轮毂上，其主要起防止异物在行驶过程中对轮毂产生碰撞和磨损，还具有吸音降噪的作用，与此同时，防尘罩对车辆的制动性能也有着重要影响，因此其性能的优劣直接影响汽车的安全性与舒适性。

AUTO PARTS | 汽车零部件时代汽车 汽车车轮的结构强度分析当今社会发展中汽车已经成为人类最重要的代步工具，伴随着汽车工业与科学技术的发展持续优化升级汽车的使用性能，促进汽车迭代升级。

高速运转中的汽车对车轮的安全性要求较高。

汽车的平稳性、可操作性以及安全运行的性能很大程度取决于车轮的性能。

本文通过有限元分析法对复合材料车轮进行模态分析与应力分析，综合汽车实用性要求的角度分析车轮结构强度，优化设计汽车结构强度，以期实现在降低车轮总质量、整车质量的同时，提高续航里程。

本文研究结论具有较大的参考价值。

1　车轮基本知识汽车行驶中车轮与地面间会形成附着力，即形成制动力与驱动力，承担簧载质量并解决道路不平而导致冲击力的问题，从而提高汽车操作稳定性。

车轮的结合形式主要可分两种：第一种是整体式，即一体化轮辐与轮辋；第二种是组合式，即至少由两个部件构成车轮。

轮辐与轮辋是车轮的基本部件。

汽车整车的重量主要依托轮辋与最外侧轮胎承载。

轮缘，即轮辋的最外沿。

轮缘与轮胎相配合，形成轴向载荷并作用于轮胎，能够保护轮胎。

从结构上看，常见的轮辋有三种类型：第一种是对开式；第二种是平底式；第三种是深槽式。

在设计车轮结构时，需要充分考虑如下两个参数：第一个是轮辋名义直径；第二个是轮辋宽度。

上述两个参数共同决定了轮胎对地面的单位压力。

一般认为轮辋的宽度越大，运转中的车轮就会受到越大的摩擦阻力，由此造成较大的油耗。

综上，从燃油的经济性的角度分析应落实轻量化设计、轮辋结构参数设计，这有利于减少能耗。

轮辐可通过铆接或者焊接的方式将轮辋与轮盘固定为一个整体，并借助轮盘的中心孔以及周围的螺栓孔在轮毂安装轮辐，主要可分为盘式、辐式。

本文研究中的车轮都为螺栓孔，共计5个。

车轮的整体结构，如图1所示。

一般可按照国家指定的尺寸选配设计轮辋与轮胎，两者都属于标准件。

在车轮中，作为支撑结构的轮辐一般是由设计者决定尺寸与外形的，其没有可参考的国家标准。

《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀、散热性能好等优点，被广泛应用于现代汽车制造中。

然而，铝合金轮毂的设计与制造过程复杂，涉及材料力学、结构力学等多学科交叉的领域。

为了确保铝合金轮毂的设计合理性和可靠性，本文采用了有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）方法对铝合金轮毂进行了详细的研究和分析。

二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 模型简化与假设在建立铝合金轮毂的有限元模型时，我们首先对轮毂的几何形状进行了简化，并基于实际设计参数进行了假设。

我们忽略了轮毂上的小孔和微小细节，将模型简化为可进行有限元分析的几何体。

同时，我们假设材料是均匀且各向同性的，符合铝合金的实际物理性质。

2. 材料属性与单元选择铝合金轮毂的材料属性包括密度、弹性模量、屈服强度等参数。

我们根据实际材料参数，在有限元软件中定义了这些属性。

在单元选择上，我们采用了适合于模拟复杂应力和变形的实体单元，以确保分析的准确性。

3. 网格划分网格划分是有限元分析的关键步骤。

我们采用了自动网格生成技术对铝合金轮毂进行了网格划分，并进行了必要的局部加密处理，以确保分析结果的精度。

三、铝合金轮毂的有限元分析1. 边界条件与载荷设定在有限元分析中，我们设定了轮毂的边界条件和载荷。

考虑到实际行驶中的动态载荷和静载，我们分别对轮毂进行了多种工况下的有限元分析。

2. 应力与位移分析通过有限元分析，我们得到了铝合金轮毂在不同工况下的应力分布和位移情况。

我们分析了轮毂的最大应力、最小应力以及应力集中区域，并对其进行了评价。

同时，我们还分析了轮毂在不同工况下的位移情况，包括变形和振动等。

3. 结果讨论与优化建议根据有限元分析结果，我们对铝合金轮毂的设计进行了讨论。

我们发现，在某些区域存在较大的应力集中现象，这可能会影响轮毂的使用寿命和安全性。

因此，我们提出了优化设计方案，如改变局部结构、增加加强筋等措施，以改善应力分布和提高轮毂的性能。

轿车铝合金车轮模态计算作者：孙红梅胡金华来源：《硅谷》2011年第01期摘要：系统地研究轿车铝合金车轮的有限元模型建立和模态计算的方法。

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，建立车轮模态计算有限元模型，并采用有限元法对该模型进行模态计算，求得车轮的固有频率和固有振型。

关键词：车轮；动态特性；模态分析；固有频率；有限元；ANSYS中图分类号：TH201文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0110157－010 引言模态计算在汽车工程中有广泛应用，轿车在行驶过程中，其车轮具有不同的转速，车轮固有频率也随之变化，为找出车轮固有频率和转速的关系，以及不同车轮材料的影响，下面首先采用有限元分析的方法，对一17英寸的轿车铝合金车轮进行了模态计算。

1 模型建立1）指定单元类型为SOLID187。

2）输入材料属性。

共定义两种材料属性，铝合金和钢。

3）建立车轮的几何模型和有限元模型。

车轮有限元模型如图1所示。

4）参数设置与计算。

采用Block Lanczos法提取最低的8阶模态。

在车轮内侧法兰面上施加固定约束。

图1车轮截面和有限元模型Fig. 1Section of the wheel and Finite element model of the wheel2 结果分析不考虑速度影响，车轮约束振动各阶频率值与相应的振型描述如表1所示。

经比较，第1和2阶、第3和4阶和第6和7阶的频率值都非常接近，并且振型相似，只是振动的方向不同。

其振动方式表现为正交性。

我们可以将这几组相邻子步的频率值看成是振动方程解的重根。

在车轮内侧法兰面上施加固定约束，计算求得各阶固有频率的相应振型图和节点位移图分布，部分振型如图2至图3所示。

将材料属性设置为钢，同铝比较发现，各阶对应振型基本一致，固有频率偏高，但两者频率的变化率不超过3%。

轮毂强度、刚度仿真分析方法1.概述1.1轮毂铝合金车轮是汽车上的重要部件,它承受着车身重力、驱动力、制动力以及汽车转弯时的横向载荷。

在汽车的行驶过程中,特别是在高速公路上行驶时,如果车轮裂开会造成严重的交通事故。

需要对车轮的强度进行分析以确保其具有足够的强度以满足车辆行驶的安全要求。

在铝合金车轮产品的设计开发中,新产品通常要进行标准的强度实验,包括冲击实验、弯曲疲劳实验和径向滚动疲劳实验,只有达到一系列强度实验的指标要求才能进行产品的批量生产。

1.2使用软件说明ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如NASTRAN, I－DEAS, AutoCAD等。

是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。

ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。

目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。

ANSYS Mechanical是利用ANSYS的求解器进行结构和热分析的。

其可进行结构、动态特性、热传递、磁场及形状优化的有限元分析。

1.3相关力学理论刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。

是材料或结构弹性变形难易程度的表征。

材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。

在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。

它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。

刚度可分为静刚度和动刚度。

刚度是使物体产生单位变形所需的外力值。

刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关。

《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，逐渐成为现代汽车的重要部件。

了解铝合金轮毂的力学性能及其在各种工况下的应力分布，对于提高轮毂的设计水平、保障行车安全具有重要意义。

本文将重点探讨铝合金轮毂的力学性能及通过有限元分析方法对其进行的深入研究。

二、铝合金轮毂的力学性能铝合金轮毂的力学性能主要包括其强度、硬度、韧性、疲劳性能等。

这些性能直接决定了轮毂在使用过程中的安全性和可靠性。

1. 强度与硬度：铝合金轮毂的强度和硬度是其抵抗外力破坏的能力。

通过合理的合金成分设计和热处理工艺，可以提高铝合金的强度和硬度，从而满足轮毂的承载要求。

2. 韧性：韧性是铝合金轮毂抵抗冲击和断裂的能力。

优良的韧性可以保证轮毂在受到碰撞或冲击时，不易发生断裂，保障行车安全。

3. 疲劳性能：铝合金轮毂在使用过程中，会受到周期性应力的作用，容易出现疲劳裂纹。

因此，良好的疲劳性能是保证轮毂长期稳定运行的关键。

三、有限元分析方法在铝合金轮毂中的应用有限元分析是一种有效的数值模拟方法，可以用于研究铝合金轮毂在各种工况下的应力分布、变形及失效模式。

通过有限元分析，可以深入了解轮毂的力学性能，为优化设计提供依据。

1. 建立有限元模型：根据铝合金轮毂的实际结构，建立精确的有限元模型。

模型中应包括轮毂的各个部分，如轮辐、轮盘、气门等。

2. 施加边界条件与载荷：根据轮毂的实际工作情况，施加相应的边界条件和载荷。

如考虑车轮的转动、刹车等工况，以及轮胎与地面之间的相互作用力。

3. 求解与分析：通过有限元软件进行求解，得到轮毂在各种工况下的应力分布、变形及失效模式。

对结果进行分析，可以了解轮毂的薄弱环节，为优化设计提供依据。

四、案例分析以某款铝合金轮毂为例，通过有限元分析方法对其进行分析。

首先建立该轮毂的有限元模型，施加边界条件和载荷，然后进行求解。

通过分析结果，发现该轮毂在刹车工况下，某些部位的应力较大，存在潜在的失效风险。

本科学生毕业设计汽车轮毂的结构与模具设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程 07-9班学生姓名：顾立鹏指导教师：王国田职称：实验师黑龙江工程学院二○一一年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Structure of Automobile hubWith Mold designCandidate：Gu LipengSpecialty：Vehicle EngineeringClass：07-9Supervisor：Experimental division. Wang GuotianHeilongjiang Institute of Technology2011-06·Harbin摘要本文以汽车轮毂为研究对象，基于产品研究开发的一般流程，制定了产品结构设计、工艺方案设计、模具设计的技术路线。

借助CAD等工具，对汽车轮毂结构设计与性能分析、并对模具造型、铸造工艺等进行了设计。

首先介绍了我国轮毂模具的现状、发展趋势及我国模具发展的新技术，其次围绕轿车轮毂模具进行设计，针对轮毂的结构特点，确定模具的型腔数目、分型面以及脱模机构。

汽车轮毂的成型工艺方法较多，以挤压铸造生产轮毂的工艺方法现今多处于研究阶段。

本文根据挤压铸造的工艺特点，对汽车轮毂挤压铸造模具设计进行了分析总结，并对模具型腔进行了结构设计，查阅模具设计手册，完成模具的总体设计。

同时充分利用计算机绘图软件对零件进行设计, 利用Pro/E对零件进行三维造型, 并实现零件的三维装配和模具设计。

通过本次设计，对模具整个设计过程有了较好的了解。

关键词：模具；镁合金；汽车轮毂；挤压铸造；模具设计；低压铸造ABSTRACTThis paper mainly research on automobile wheel．Based on the general process of product development，the technical route is made including product structure，process scheme and mould．Using the software of CAD，such as the structure design of automobile hub with performance analysis, mould modelling, casting process design, etc.China introduced the aluminum mold wheel status quo first time, development trends and China's development of new technologies die, followed aroundthe family car aluminum wheel design tool for the structural characteristics of wheel, the mold cavity to determine the number of surface as well as from mode institutions. The method about molding process of magnesium alloy wheel is multiple．The way ofmanufacturing automobile wheel wim squeeze casting is not ripe on its research stage．Thispaper summarized main points of the squeeze casting mould，Check the manual mold design, mold choice to determine the structure of mold size, mold designcompleted. At the same time make full use of computer graphics software to design parts using Pro / E sional modeling of parts and components to achieve thethree-dimensional assembly and mold design, Through this design, the entire design process of the mold with a better understanding.Key words: Mold；Magnesium Alloy；Automobile Wheel；Squeeze Casting；Mold Designing；Low Pessure Csting目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2轮毂国内外研究现状 (1)1.2.1国内研究现状 (1)1.2.2国外研究现状 (2)1.3研究的目的和意义 (3)1.4设计的主要内容 (5)第2章轮毂零件的结构设计 (7)2.1轮毂模具设计的基本术语 (9)2.2汽车轮毂模具方案的设计标准 (9)2.3轮毂零件的3D设计 (10)2.3.1主要外形尺寸的确定 (10)2.3.2设计原则 (10)2.3.3汽车轮毂轮廓三维实体生成 (10)2.3.4汽车轮毂风孔的生成 (11)2.4本章小结 (13)第3章轮毂成形工艺介绍 (14)3.1轮毂成形的工艺特点 (14)3.2现行的轮毂主要成形方法及其优缺点 .......................................... 错误！未定义书签。

基于ANSYS的汽车轮毂的强度分析和轻量化分析1. 概论轮毂是汽车轮胎内用于支撑轮胎和固定轮胎内缘的圆柱形金属部件，与轮胎一起受到汽车载荷的作用。

汽车在运动过程中，车轮与地面接触的相互作用力，以及使汽车运动的力矩都是通过轮毂来实现的。

因此轮毂的强度大小是汽车稳定、可靠运行的重要因素，需要借助有限元软件对轮毂进行强度和刚度分析。

同时在研究轮毂轻量化设计时，也需要考虑到轮毂的刚度，适当地降低轮毂的变形量，以确保其轮辋圆度，确保汽车行驶的稳定性和可靠性，提高其安全系数。

本文针对某工厂生产的钢制轮毂进行研究，利用ANSYS 软件对其进行强度分析和结构优化设计，最终实现轻量化设计。

本文分析软件采用ansys Workbench，优化部分采用Workbench中自带的优化模块DesignExploration。

自ANSYS 7.0开始，ANSYS公司推出了ANSYS经典版（Mechanical APDL）和ANSYS Workbench版两个版本，并且目前均已开发至18版本。

Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。

ANSYS公司长期以来为用户提供成熟的CAE产品，现在决定把自己的CAE产品拆散形成组件。

公司不只提供整合的、成熟的软件，而且提供软件的组件（API）。

用户可以根据本企业产品研发流程将这些拆散的技术重新组合，并集成为具有自主知识产权的技术，形成既能够充分满足自身的分析需求，又充分融入产品研发流程的仿真体系。

Workbench则是专门为重新组合这些组件而设计的专用平台。

它提供了一个加载和管理API的基本框架。

在此框架中，各组件（API）通过Jscript、VBscript和HTML脚本语言组织，并编制适合自己的使用界面（GUI）。

另外，第三方CAE技术和用户具有自主知识产权的技术也可以像ANSYS的技术一样编制成API溶入这个程序中。

2. 有限元模型建立首先在ansys workbench的前处理软件中导入已经建好的轮毂几何模型，在前处理软件中除去了部分细小倒角和孔特征，不影响整体的有限元分析。

轮毂弯曲分析步骤1.将轮毂模型在UG中打开。

2.在UG中建圆盘和加力杆。

尺寸是(d1=140,h1=30;d2=60,h2=970) （1）移动坐标系：菜单格式—WCS—原点弹出对话框，将鼠标指向图示位置单击。

关闭对话框。

将坐标系移动到图示轮毂和车桥的连接下表面（红圈所示的面）的中心处。

（2）建圆盘和加载轴。

单击菜单中圆柱图标，弹出图框选择“直径高度”。

选择-ZC方向，输入直径140，高度30，单击确定，再确定，选择创建。

接着点击确定，输入直径60，高度970，单击确定，将ZC改为-30，确定，再单击创建，关闭对话框。

3.打开UG菜单中的ANSYS11.0下拉选项，单击workbench（如下图）.4．进入到ANSYS workbench的project界面，单击界面右侧的要分析轮毂的文件名，然后再单击界面左边的New simulation将模型导入simulation界面。

Project的界面Simulation的界面步骤5—10为在三个物体间建立两个连接。

5.鼠标右击connections,再单击下拉菜单中的Create Automatic Joints.6．如果左边connections二级菜单下的第一行和第二行不是No Separation,则分别单击该行，然后再单击下面Details窗口中的Type，在其下拉菜单选中NO Separation.7. 如果左边connections二级菜单下第三行不是fixed,则单击此行, 然后再单击下面Details窗口中的Type，在右侧的下拉菜单选中Fixed。

8．鼠标右键单击connections二级菜单下第二行的No Separation—Insert—Joint.9．单击connections二级菜单下第四行,然后双击下面Details窗口中scope,再在图中选中圈中的物体(圆盘)，再单击scope右侧的APPLY。

10．同理9，单击connections二级菜单下第四行,然后双击下面Details窗口中scope,再在图中选中圈中的物体，再单击scope右侧的APPLY。

《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀和良好的散热性能，已成为现代汽车制造中的重要部件。

为了提高铝合金轮毂的制造精度、安全性能和耐久性，有限元分析（FEA）技术被广泛应用于其设计和生产过程中。

本文将详细介绍铝合金轮毂的有限元分析方法及其应用。

二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 几何模型建立首先，根据铝合金轮毂的实际尺寸和结构，在CAD软件中建立其几何模型。

模型应包括轮毂的辐条、轮盘等关键部分。

2. 材料属性定义根据铝合金轮毂的材料特性，定义其弹性模量、密度、泊松比等材料属性。

同时，考虑材料的非线性特性，如塑性变形和应力松弛等。

3. 网格划分将几何模型导入有限元分析软件中，进行网格划分。

网格划分应遵循一定的规则，确保网格的密度和精度满足分析要求。

三、有限元分析方法及步骤1. 边界条件设定根据实际工况，设定铝合金轮毂的边界条件，如约束、载荷等。

同时，考虑轮毂在实际使用过程中的动态特性。

2. 静态分析对铝合金轮毂进行静态分析，计算其在不同工况下的应力、应变等参数。

通过分析结果，评估轮毂的强度和刚度是否满足设计要求。

3. 动态分析在静态分析的基础上，对铝合金轮毂进行动态分析。

通过模拟轮毂在实际使用过程中的振动、冲击等动态载荷，分析其动态特性和疲劳性能。

4. 结果后处理将有限元分析结果进行后处理，提取关键参数和指标。

通过绘制应力云图、变形云图等图形化结果，直观地展示铝合金轮毂的性能特点。

四、铝合金轮毂的优化设计1. 设计优化方向根据有限元分析结果，确定铝合金轮毂的优化方向。

如减轻轮毂重量、提高强度和刚度、改善散热性能等。

2. 优化方法采用多种优化方法，如拓扑优化、形状优化、尺寸优化等，对铝合金轮毂进行优化设计。

通过不断迭代和优化，提高轮毂的性能指标。

五、实例分析以某款铝合金轮毂为例，采用有限元分析方法对其进行分析和优化。

首先建立该款轮毂的有限元模型，设定边界条件和工况。

汽车轮毂造型设计与结构分析摘要：立足当下中国汽车制造业的实际问题，研究中国传统文化，归纳轮毂造型设计要素及其方法，从轮毂造型的基本特征入手，运用设计美学，对汽车轮毂进行再设计。

利用UG软件建立汽车轮毂模型，并完成轮毂径向及弯曲疲劳试验的有限元仿真。

结合铝合金的材料特性，通过UG的结构分析模块研究径向载荷和试验弯矩对车轮结构强度的影响及车轮结构的应力应变分布规律，找出应力集中区域，验证所设计的轮毂结构的安全性。

改变以往造型与结构独立完成的设计模式，以期设计出造型与结构一体化的具有中国特色的汽车轮毂，为设计师提供借鉴。

关键词：轮毂造型；中国传统文化；uG；径向及弯曲疲劳试验仿真；有限元轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件，起着承载、转向、驱动和制动等作用，其性能的好坏直接影响汽车行驶安全性、操纵的稳定性、乘坐的舒适性等[1]。

随着私人购车市场的膨胀及对个性化的追求，越来越多的中国消费者开始注重选择轮毂的款式，因此，集款式多样、美观大方、安全舒适等诸多特点于一身的铝合金轮毂正成为汽车轮毂最主要的发展方向。

国际上对于车轮造型的设计已趋于成熟，每个国家在设计过程中都融入了自己的民族文化特色。

这也是西方国家在激烈的市场竞争中保持不败的一大筹码。

而我国在这一领域仍沿袭着传统的设计模式，造型设计与结构分析脱节，造型设计师与结构分析师之间缺乏沟通，导致所设计的产品不仅设计周期长，难以实现优化，同时设计出的轮毂造型缺乏特色，具有中国特色的轮毂设计几乎没有，即使是国产汽车也大多延用国外的造型。

1轮毂造型与结构一体化方法构思造型设计需要突出产品的创意，更注重的是外观形貌，感官视觉效果，属于外在设计。

结构轻量化设计是在实现其功能并保证产品的安全性（满足强度要求）的前提下，改变外观造型，使其质量最轻，属于内在设计。

为突出某些细节，外观造型设计难免会有小的圆角或圆孔出现，包括一些有特殊要求的线条需要保证，不可随意增减材料。

但从强度角度出发，又不希望出现较高的应力集中，或希望在强度薄弱部位增加一些材料。