【正文】 車(chē)輪 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 的有限元分析 有限元模型網(wǎng)格的劃分 1） 定義模型的材料和物理特性 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 30 四 種車(chē)輪輪輻材料均為 鋁合金 材料 ， 其屈服 強(qiáng)度是 95MPa。在 CATIA 網(wǎng)格劃分模塊中，劃分網(wǎng)格分兩個(gè)步驟：一是確定單元的大小和類(lèi)型參數(shù)；二是在幾何體上建立網(wǎng)格。 其余 車(chē)輪 網(wǎng)格圖與 圖 相類(lèi)似 （ 略去 ）。 在分析車(chē)輪輪輻受力時(shí) ， 對(duì)于制動(dòng)鼓可把它與輪轂看成一體 ， 確定引起輪 輻開(kāi)裂主要是輪轂通過(guò)安裝面及螺母球面作用于輪輻的垂直力 、 彎矩 ， 同時(shí)也考慮了螺栓預(yù)緊力 。 F=車(chē)輛的自重 +車(chē)輛最大載重 經(jīng)查閱參考 車(chē)輛自重 : 別克凱越旅行車(chē) 1345kg 三廂凱越 1300kg 廣本飛度 1053kg 1475kg 轎車(chē)車(chē)輛自重 :10001500kg 車(chē)輛最大載重 :300500kg 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 32 因?yàn)閷?duì)車(chē)輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析，檢驗(yàn)其是否符合要求，所以在分析加載時(shí) F 取最大值 20xxkg。 設(shè)計(jì)方案一和四所研究的車(chē)輪參數(shù)為： R =， d =， F =500kg=4900N， S =， ? = mNSFdRM ????? 2 1 8)( ? 再由 LFM ?? 算出力臂 mmL 452? 。 2） 約束 輪輻四周固定 ， 即將輪輻端面上所有節(jié)點(diǎn)的 三 個(gè)自由度全部約束 。 表 設(shè)計(jì)方案一車(chē)輪分析結(jié)果 氣門(mén)孔位置 輪輻螺栓孔處最大應(yīng)力值 MPa 輪輻通風(fēng)孔處最大應(yīng)力值 MPa 正上方 沿車(chē)輪軸向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 沿車(chē)輪軸向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 45186。 沿車(chē)輪軸向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 沿車(chē)輪軸向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90186。 沿車(chē)輪軸向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 180186。 圖 到圖 分別為四種車(chē)輪的應(yīng)力分布圖。設(shè)計(jì)方案四的結(jié)構(gòu)經(jīng)比較最大應(yīng)力值也不是十分 合理。 4 車(chē)輪的模態(tài)分析 模態(tài)分析的應(yīng)用 模態(tài)分析作為一門(mén)新的學(xué)科得到迅速發(fā)展，關(guān)鍵在于其實(shí)用性，在于它解決實(shí)際工程中振動(dòng)問(wèn)題的能力。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 38 模態(tài)分析的分類(lèi) 模態(tài) 的結(jié)構(gòu)受到三個(gè)主要因素的影響 ： 結(jié)構(gòu)在空間的分布情況 ， 也即結(jié)構(gòu)本身 ,約束 ,還有就是實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況 。 ODS 通常是指結(jié)構(gòu)在某種約束 、 某種運(yùn)動(dòng)條件下表現(xiàn)出來(lái)的模態(tài) ， 它是在約束和運(yùn)動(dòng)同時(shí)作用后考慮的 。 此時(shí)對(duì)應(yīng)的約束模態(tài)也可能改變 。 4） 兩套模型頻譜一致性和振型相關(guān) 性分析。 3） 結(jié)構(gòu)矩陣元素修正，包括非零元素和全元素修正兩種。增加模態(tài)分析的信息量是提高分析精度的關(guān)鍵，單靠增加傳感器的測(cè)點(diǎn)數(shù)目很難實(shí)現(xiàn)，目前提出的一種激光 掃描方法是大大增加測(cè)點(diǎn)數(shù)的有效辦法，測(cè)點(diǎn)數(shù)目的增加隨之而來(lái)的是增大數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的容量及提高分析處理速度，在測(cè)試方法、數(shù)據(jù)采集與分析上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 40 方面還有不少研究工作可做。近年來(lái)在工程中的非線性問(wèn)題日益突出，因此非線性模態(tài)分析亦日益受到人們的重視。非線性系統(tǒng)物理參數(shù)的識(shí)別、載荷識(shí)別方面的研究亦已開(kāi)始。 因結(jié)構(gòu)阻尼較小 ， 對(duì)結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型影響甚微 ， 可忽略不計(jì) ，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 41 由此可得結(jié)構(gòu)的無(wú)阻尼自由振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分方程為 }0{}]{[}]{[ ?? XKXM ???????????? ? ?? ?? ????? （ ） 其對(duì)應(yīng)的特征方程為 }0{}]){[]([ 2 ?? MMK ? ????? ???? ???????????? （ ） 式中 :ω 為系統(tǒng)的固有頻率。輸出模態(tài)參數(shù)主要包括固有頻率和振型 。 圖 第一階段振型 圖 第二階段振型 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 42 圖 第三階段振型 圖 第四階段振型 圖 第五階段振型 圖 第六階段振型 圖 第七階段振型 圖 第八階段振型 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 43 圖 第九階段振型 圖 第十階段振型 車(chē)輪的十個(gè)振型所處的頻率見(jiàn)表 所示。 圖 第一階段振型 圖 第二 階段振型 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 46 圖 第三階段振型 圖 第四階段振型 圖 第五階段振型 圖 第六階段振型 設(shè)計(jì)方案三的十個(gè)階段振型所處的頻率如表 。說(shuō)明設(shè)計(jì)方案一的在高頻時(shí) 隔振能力較強(qiáng) 。 2） 在鋁合金車(chē)輪實(shí)體建模的過(guò)程中，引入了“實(shí)體對(duì)比”修正的設(shè)計(jì)方法后有利于提高幾何建模的準(zhǔn)確性。提高產(chǎn)品的競(jìng) 爭(zhēng)力 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 小排量轎車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 50 參考文獻(xiàn) [1] 王霄鋒，王波，趙震偉，管迪華 .汽車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 [J].機(jī)械強(qiáng)度， 20xx：066～ 069 [2] 龐潔，劉巖，顧江 .基于 ANSYS 的彈性車(chē)輪模態(tài)分析 [J].內(nèi)燃機(jī)車(chē)， 20xx： 1920 [3] 劉海澄，柳玉起，張曉格 .車(chē)輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有限元分析及應(yīng)用 [J].湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 20xx： 6～ 10 [4] 崔勝民，楊占春 .基于有限元分析的汽車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].機(jī)械設(shè)計(jì)， 20xx：41～ 42 [5] 周允 .汽車(chē)百科全書(shū) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 [6] 尹柏生 .有限元分析系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望 [OL]. /20xx05/， 20xx [7]佚名 .有限元分析的發(fā)展趨勢(shì) [OL]. 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