基于輪轂徑向沖擊的有限元分析及輕量化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAE技術(shù)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)。摩托車(chē)鋁合金輪轂是摩托車(chē)的重要零部件，基于有限元法的輪轂CAE越來(lái)越受到人們的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成果。本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)某典型摩托車(chē)輪轂進(jìn)行了徑向彎曲疲勞和徑向沖擊有限元分析，并以此分析結(jié)果為基礎(chǔ)對(duì)輪轂進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),最后對(duì)輕量化后的輪轂進(jìn)行強(qiáng)度校核：
　　 ①采用ANSYS軟件的前后處理器和求解器對(duì)輪轂徑向彎曲疲勞試驗(yàn)進(jìn)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(guò)分析得出：在徑向彎曲疲勞試驗(yàn)中，最大應(yīng)力值為46.75MPa，最大應(yīng)力點(diǎn)的位置在輪輻與中間部分的交接處，最大應(yīng)力未超過(guò)輪轂的許用應(yīng)力181.8 MPa，而且該輪轂在徑向彎曲疲勞試驗(yàn)中應(yīng)力水平偏低；
　　 ②在闡述輪轂沖擊基本理論基礎(chǔ)上，利用ANSYS/LS-DYNA對(duì)輪轂徑向沖擊進(jìn)行有限元分析。在徑向沖擊試驗(yàn)有限元數(shù)值模擬中，建立了包括沖擊塊、輪轂和輪胎的有限元力學(xué)

3、模型，考慮了輪胎和沖擊塊之間，輪轂和輪胎之間的復(fù)雜接觸關(guān)系。使用顯式算法對(duì)該試驗(yàn)進(jìn)行模擬得出:在徑向沖擊試驗(yàn)中，最大應(yīng)力值為133MPa，最大應(yīng)力在輪輻與輪輞交接處，最大應(yīng)力未超過(guò)輪轂的許用應(yīng)力，而且該輪轂在徑向沖擊試驗(yàn)中應(yīng)力水平偏低；
　　 ③根據(jù)徑向彎曲疲勞應(yīng)力和徑向沖擊應(yīng)力分析結(jié)果對(duì)輪轂進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)；
　　 ④對(duì)新設(shè)計(jì)的輪轂結(jié)構(gòu)進(jìn)行徑向彎曲疲勞應(yīng)力和徑向沖擊應(yīng)力分析，最大應(yīng)力分別為72.465MPa和156.6M