文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
轿车铝合金车轮模态计算和优化设计
姓名:孙红梅
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:孙惠学;胡金华
20070501
摘要构优化设计具有很高的难度。对某一类型车轮的优化设计进行了探索性的研究,研究结果表明,通过对车轮结构的优化设计,可以进一步降低车轮的重量,在保证车轮性能的前提下充分地节省材料并改善车辆行驶性能,随着经济、社会的发展,人们对轿车使用性能的要求越来越高,从而对车轮的使用性能越来越重视。车轮不仅需要具备良好的静力学特性,还必须具备良好的结构动态特性。利用有限元法进行结构模态分析,可以得到车轮结构的动态特性。由于车轮模型形式多样、结构复杂,对其进行结对降低车轮制造的成本具有重要的意义。系统地研究了轿车铝合金车轮的有限元模型建立,模态计算,刚度计算,弯曲分析与优化设计的方法。首先利用砑⒊德秩间几何模型,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,分别建立了车轮轮辋刚度计算、车轮模态计算和车轮弯曲分析有限元模型。采用有限元法对轿车铝合金车轮的有限元模型进行模态计算,求得了车轮的固有频率和固有振型。此外,模态计算还以有限元理论为依据,考虑了车轮行驶速度的影响,将其通过预应力效应的方式施加在车轮上。建立了综合考虑车轮轮辋刚度、车轮模态和车轮弯曲疲劳寿命的影响的一个英寸车轮结构优化设计模型,并在此基础上对该车轮进行了优化设计,得出了更加合理的车轮结构参数。关键词车轮;动态特性;模态分析;优化设计;固有频率;有限元;.
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作者签字孑,⒓橇日期:蝴年期日燕山大学硕士学位论文原创性声明燕山大学硕士学位论文使用授权书日期:司年芏月日不保密《日期::,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承《轿车铝合金车轮模态计算和优化设计》,、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,:此处所提交的硕士学位论文‘轿车铝合金车轮模态计算和优化设计》,是本人在导师指导下,在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含担。燕山大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。保密口,
第滦髀轿车铝合金车轮简介舒适、低成本与长寿命的方向发展。车轮是轿车的重要组成部分,,满足快速多变的市场需求,全球轿车制造业都在积极探索、推行新技术并实行全新的轿车设计理念。世界轿车工业正在向轻量、高速:安全、节能,性部件,在中心支撑轮胎,应具有较高的强度与刚度。车轮与轿车的多种性能密切相关,整车的安全性和可靠性很大程度上取决于所用车轮的性能和使用寿命。虼艘G蟪德志哂校鹤愎坏母涸啬芰退俣饶芰Γ涣己玫母着性和缓冲特性;良好的均匀性和质量平衡,较小的滚动阻力和行使噪声;质量小,价格低,拆装方便,互换性好。铝合金车轮与钢制车轮相比,能更好地满足以上要求。铝材是当前轿车轻量化的首选材料,铝合金车轮由于具有安全和节能等主要特点被广泛应用于新型轿车和轻型轿车。。铝合金的热传导系数比钢大叮⑷刃Ч匀灰惨:玫枚啵佣銮苛酥贫埽岣吡寺痔和制动盘的使用寿命,有效地保障了汽车的安全行驶。由于铝合金车轮质量小胪娓竦母殖德窒嗖钤圃炀ǘ雀撸栽诟咚僮6变形小,惯性阻力也小,这有利于提高汽车的直线行驶性能,减轻轮胎滚动阻力,从而减少油耗。轿车车轮产品设计开发的一般流程为;首先按轿车的相关要求选定材料、规格和轮辋形状,然后利用计算机及软件如、、虯等进行设计。设计完成经过用户认可后再进行模具设计、试生产和产品可靠性试验。试验合格后由设计开发方提供样品,用户进行确认。在设计开发的过程中,如果使用某些工程软件如有限元分析果可为车轮的前期设计开发提供依据,这对于降低车轮产品的开发周期和试验成本等具有重要的意义。’‘●。
模态计算在汽车工程中的一些应用大的结论。同年,管迪华等人由模态试验获取轮胎自由悬置的模态参到”】,静等人从位移模态出发详细推导了应变模态的表达式【【¨】,探讨如何从自由悬置的轮胎模