【正文】 本科學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計 基于有限元分析的轎車鋁合金車輪設(shè)計 院系 名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 教授 The Graduation Design for Bachelor39。s Degree Based on Finite Element Analysis Design of Car Alloy Wheels Candidate： Specialty： Vehicle Engineering Class： B071 Supervisor： Prof Heilongjiang Institute of Technology I 摘 要 輕量化是世界汽車工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，輕質(zhì)材料鋁及其合金等的使用是一種有效的途徑。目前，大部分汽車車輪已使用鋁及其合金做作為材料，利用現(xiàn)代設(shè)計方法，在此基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)車輪的輕量化則是本文的研究所在。 在研究 了 CAD 軟件 Pro /E 以及有限元分析軟件 ANSYS 的功能及其主要特點 后，著重 進行了 了應(yīng)用 ANSYS 對鋁合金車輪進行結(jié)構(gòu)強度分析 的具體過程。 首先 使用 Pro/E軟件，按照輪 輞 的國家標(biāo)準(zhǔn)，建構(gòu)車輪的實體模型 。然后把模型導(dǎo)入 ANSYS，按 20xx 年中國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的汽車輕合金車輪的性能要求和實驗方法所規(guī)定的疲勞實驗要求施加荷載 。然后進行強度分析 和模態(tài)分析 ，分析結(jié)果表明，車輪的最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于鋁合金的 許用應(yīng)力， 車輪的固有頻率滿足要求， 存在進一步 改進 的可能和必要。最 后， 改進 車輪模型， 改進 結(jié)果表明，車輪的重量有了顯著的減少。 利 用 CAE分析技術(shù)有助于提高汽車車輪的設(shè)計水平、縮短設(shè)計周期、減少開發(fā)成本。該方法具有普遍性，適用于指導(dǎo)任何其言型號車輪的設(shè)計和分析。 關(guān)鍵詞 ： 鋁合金車輪； 結(jié)構(gòu)設(shè)計； 有限元分析； 強度 分析； 模態(tài)分析 全套圖紙，加 153893706 II ABSTRACT Lightweight is the main trends of the world39。s automotive industry, lightweight materials such as the use of aluminum and its alloys is an effective way. At present, most automotive aluminum and its alloy wheels have been used to do as a material, using modern design methods, based on the further realization of this lightweight wheels is the Institute of this article. In the study of the CAD software Pro / E and ANSYS finite element analysis software functions and the main characteristics, the Emphasis was the application of ANSYS, the structural strength of aluminum alloy wheel analysis of the specific process. First ， uses the Pro / E software, according to the rim of the national standards, building wheel solid model。 then the model into ANSYS, by 20xx China39。s auto industry standard in automotive lightalloy wheels and performance requirements and test methods under the fatigue test requirements defined load and then the strength analysis and the results showed that the wheel is much less than the maximum stress allowable stress of aluminum alloy, there is further improvement possible and necessary. Then, the improved wheel models, improved results show that the weight of the wheels have been significantly reduced. The results show that the use of CAE analysis technology helps improve the design of automobile wheel level, shorten design cycles, reduce development costs. The method is universal, applicable to any of his words and models to guide the design and analysis of the wheel. Key words: Aluminum Alloy Wheels。 Structural Design。 Finite Element Analysis。 Strength Analysis。 Modal Analysis III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................... I Abstract ....................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ................................................................................................ 1 課題研究的目的意義 ................................................................................................. 1 鋁合金車輪行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ............................................................................. 1 鋁合金車輪的發(fā)展及其現(xiàn)狀 ............................................................................... 1 鋁合金車輪的發(fā)展趨勢 ....................................................................................... 3 國內(nèi)外研究方法 ......................................................................................................... 4 主要研究內(nèi)容 ............................................................................................................. 5 第 2 章 車輪三維模型的建立 ...................................................................... 6 Pro/E軟件基礎(chǔ) ........................................................................................................... 6 Pro/E 模型的建立 ........................................................................................... 7 車輪構(gòu)造、種類及裝配 ................................................................................... 7 車輪三維模型建立過程 ...................................................................................... 9 本章小結(jié) .................................................................................................................. 15 第 3 章 車輪強度靜態(tài)分析 ...................................................................... 16 ANSYS 軟件基礎(chǔ) ..................................................................................................... 16 Pro/E與 ANSYS 的接口創(chuàng)建 .................................................................................. 17 車輪幾何模型的簡化 ............................................................................................... 18 A356 的材料特性 ..................................................................................................... 18 邊界條件的處理 ....................................................................................................... 18 載荷的處理 ............................................................................................................... 19 車輪彎曲疲勞試驗有限元模型 ............................................................................... 21 靜力分析結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 ....................................................................................... 25 本章小結(jié) ................................................................................................................... 29 第 4 章 車輪的模態(tài)分析 ......................................................................... 30 模態(tài)分析定義 .......................................................................................................... 30 模態(tài)分析的步驟 ......................................................