文档介绍：制造业自动化
基于的低压铸造铝合金轮毂的设计
与静力学分析
Design and statics analysis of low-pressure cast aluminum alloy wheels on Pro/E
曲文君
(临沂师范学院工程学院,临沂)
摘要:本文对低压铸造铝合金轮毂的参数化设计进行了研究及分析,以× 为应用实例,按
照轮辋的国家标准,建构了车轮的实体模型,并将模型导入,进行强
度分析,并且与试验结果进行了比较。结果计算和试验符合较好。
关键词:有限元;铝合金轮毂;弯曲疲劳
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:
引言
轮毂在工作中主要以强度破坏和疲劳破坏为
主,而统计数据表明, 以上的轮毂破坏是由疲
劳破坏引起的,所以轮毂的疲劳性能是轮毂质量的
重要指标。根据国家标准以及国外相关标准
等规定,轮毂的疲劳性能主要通过径向疲劳试
验和弯曲疲劳试验来检验,两者之中以弯曲疲劳强
度的失效率为高。因此,本文仅针对轮毂项性能
试验中的弯曲疲劳试验展开研究。利用有限元仿真
技术,对轮毂的弯曲疲劳试验工况进行静力及动力
分析,研究轮毂结构的受力情况,并在此基础上预
测轮毂的弯曲疲劳寿命。简化前的轮毂结构图
低压铸造铝合金轮毂的静力学分析
低压铸造铝合金轮毂的几何结构设计
轮毂为整体铸造辐条式的铝合金轮毂×,
轮毂材料为,相当于国内。轮辋最
小厚度为,轮辐最大厚度为。轮毂
为五根双辐条系列,为了美观及提高结构的抗冲击
性能,辐条表面形状设计为弧形;辐条背面挖有掏
料,既提高结构的强度也能减轻结构重量。轮毂上
有个直径为F 的孔,均部在直径为F
的圆周上,轮毂结构如图所示。为了节省仿
真计算时间和计算量,对轮毂的几何模型进行简化, 简化后的轮毂结构图
略去对结构应力分析影响不大的装饰槽、圆角、气图简化前后的轮毂结构图
收稿日期:
作者简介:曲文君( -), 男,内蒙古赤峰人,讲师,硕士,研究方向为机械。
第卷第期【】
制造业自动化
门孔等,仅保持轮毂的基本结构尺寸,简化后的轮轮毂生产商规定, ;
毂结构如图所示。µ —轮胎和地面的摩擦系数, 通常取;
为了准确模拟实际试验工况如图所示,在分—轮毂偏距的绝对值, ;
析模型上加入加载轴和个固定螺栓作为传递载荷—安全系数, 根据所用的标准不同而不同;
的辅助件。表轮毂的试验参数
在有限元模型中,载荷是加在加载轴端, 为
加载轴长度
×
施加载荷
螺栓预紧力
在试验过程中轮毂通过轮毂的五个螺栓固定在
安装盘上,螺纹规格为× ,试验要求螺栓
图螺栓孔试验工况图
扭矩达到,根据机械设计原理,普通螺纹力
边界条件的处理矩:
轮毂轮缘通过夹具固定在试验旋转台上,而轮
毂毂部的个紧固螺栓使轮毂安装盘与加载轴紧密
相连。因此轮毂轮缘和轮毂螺栓孔内表面的个平螺栓轴向载荷
移自由度,和个旋转自由度都受到约束,只允许
绕轮毂中心轴的转动自由度存在。
载荷的处理螺纹中径
在动态弯曲疲劳试验工况下,轮毂承受载荷来
升角 l
源有个,轮毂紧固时螺栓产生的