輪輞強度分析報告

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 1分析目的1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2使用軟件說明1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 3 有限元模型建立1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 4邊界條件1 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 5強度計算結果35.1車輪最大垂直靜負荷462KG35.2車輪最大垂直靜負荷515KG4

2、 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 6分析結論51分析目的參照國家標準GB/T 5334-2005乘用車車輪性能要求和實驗方法對車輪進行強度 分析，得到車輪在彎曲載荷作用下的應力分布，驗證車輪設計的合理性，并為車輪結構優(yōu) 化、提高輪輻強度和降低生產(chǎn)成本提供支持。2使用軟件說明本次分析采用Hypermesh作前處理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界領 先的、功能強大的CAE應用軟件包，也是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級CAE平臺，它集成了設 計與分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶 界

3、面，與多種CAD和CAE軟件有良好的接口并具有高效的網(wǎng)格劃分功能；AltairOptistruct是一個綜和隱式和顯示求解器于一體的大規(guī)模有限元計算軟件，幾乎所有的 線性和非線性問題都可以通過其進行求解。Altair Optistruct最強大的功能是其友好的 CAO接口，通過Altair Optistruct可以進行任何形狀、尺寸、拓撲結構的優(yōu)化，采用固 定的內存分配技術，具有很高的計算精度和效率。3有限元模型建立根據(jù)設計部門提供的CAD數(shù)模，建立輪輻一輪輞總成的有限元模型。輪輻一輪輞總成 主要采用四面體單元進行離散，基準尺寸5mm。加載軸采用四面體單元進行離散，因不需 要關注加載軸的應力分

4、布和大小，結合其尺寸與結構，其基本尺寸取5mm。輪輻一輪輞總 成的有限元模型見圖1。圖1輪輻一輪輞總成有限元模型4邊界條件按照國家標準GB/T 5334-2005乘用車車輪性能要求和實驗方法，規(guī)定將車輪牢固地夾緊在試驗夾具上，加載力臂和連接件用無潤滑的雙頭螺栓和螺母（或螺栓）連接到車輪 的安裝平面上，安裝情況應與裝于車輛上的實際使用工況相當。在試驗開始時把車輪螺母 （或螺栓）擰緊全汽車制造廠所規(guī)定的扭矩值。試驗臺有一個被驅動的旋轉裝置，車輪可在 固定不動的彎矩下旋轉，或者車輪固定不動，而承受一個旋轉的彎矩（見圖2）。圖2試驗裝置針對上述試驗條件，在輪輞端靠近加載力一側定義全約束（123456）

5、，加載力由公式 M =（uR + d）FS計算得到。本次分析基于兩種車輪最大垂直靜負荷情況分別在加載軸端 v部施加大小為2388.9N和2663.1N的力，由于車輪結構并非完全是軸對稱性件，而試驗中 又受到旋轉彎矩的作用，因此模擬起來比較復雜，經(jīng)過一定的簡化，根據(jù)經(jīng)驗確立了四個 具有代表性的工況來進行車輪靜強度分析，具體施加的載荷和約束如圖3所示。圖3輪輻一輪輞邊界條件圖圖4輪輻一輪輞三維模型圖5強度計算結果5.1車輪最大垂直靜負荷462KG圖5車輪垂直靜負荷462KG應力云圖5.2車輪最大垂直靜負荷515KG圖6車輪垂直靜負荷515KG應力云圖零部件的強度通常用分析應力來衡量，分析應力越小，

6、安全系數(shù)越大，通常認為其強 度越高，疲勞壽命越長。綜合車輪所用材料的屈服強度值，見表1。表1材料特性名稱材料屈服強度抗拉強度輪輞SAPH370225MPa370 MPa輪輻SAPH440305MPa440MPa從應力云圖中可以明顯看出兩種情況下輪輻的最大應力均高于抗拉強度，這主要是由 于加載軸與輪輻接觸采用剛性單元連接，因此這些地方產(chǎn)生了不同程度的應力集中。為了 能更好的反映真實受力，應予以忽略。剩余的高應力均在300 MPa以內，下面列出在不同 垂直靜負荷作用下各工況輪輻的應力值和它的安全系數(shù)值，見表2。表2輪輻的應力值及其安全系數(shù)統(tǒng)計表零件名工況1最大應力工況2最大應力工況3最大應力工況4最大應力最小安全系數(shù)垂直靜負荷462KG256.21 MPa288.28 MPa247.27 MPa268.35 MPa1.74垂直靜負荷515KG275.57 MPa288.59MPa254.57MPa274.29MPa1.886分析結論兩種垂直靜載荷負作用下，去除加載軸與輪輻接觸處引起的虛假應力后，從應力云圖 中可以看出車輪應力集