基于輪轂徑向沖擊的有限元分析及輕量化設計.pdf

1、隨著計算機技術的發(fā)展，CAE技術廣泛應用于傳統(tǒng)的機械行業(yè)。摩托車鋁合金輪轂是摩托車的重要零部件，基于有限元法的輪轂CAE越來越受到人們的關注，國內外相關研究已經取得了相當大的成果。本文在調研國內外相關研究的基礎上，對某典型摩托車輪轂進行了徑向彎曲疲勞和徑向沖擊有限元分析，并以此分析結果為基礎對輪轂進行輕量化設計,最后對輕量化后的輪轂進行強度校核：
　　 ①采用ANSYS軟件的前后處理器和求解器對輪轂徑向彎曲疲勞試驗進行了有限元分

2、析,包括建立模型、定義材料屬性、施加邊界條件、載荷以及求解，通過分析得出：在徑向彎曲疲勞試驗中，最大應力值為46.75MPa，最大應力點的位置在輪輻與中間部分的交接處，最大應力未超過輪轂的許用應力181.8 MPa，而且該輪轂在徑向彎曲疲勞試驗中應力水平偏低；
　　 ②在闡述輪轂沖擊基本理論基礎上，利用ANSYS/LS-DYNA對輪轂徑向沖擊進行有限元分析。在徑向沖擊試驗有限元數值模擬中，建立了包括沖擊塊、輪轂和輪胎的有限元力學

3、模型，考慮了輪胎和沖擊塊之間，輪轂和輪胎之間的復雜接觸關系。使用顯式算法對該試驗進行模擬得出:在徑向沖擊試驗中，最大應力值為133MPa，最大應力在輪輻與輪輞交接處，最大應力未超過輪轂的許用應力，而且該輪轂在徑向沖擊試驗中應力水平偏低；
　　 ③根據徑向彎曲疲勞應力和徑向沖擊應力分析結果對輪轂進行輕量化設計；
　　 ④對新設計的輪轂結構進行徑向彎曲疲勞應力和徑向沖擊應力分析，最大應力分別為72.465MPa和156.6M