【正文】 的信息量是提高分析精度的關(guān)鍵，單靠增加傳感器的測點數(shù)目很難實現(xiàn)，目前提出的一種激光 掃描方法是大大增加測點數(shù)的有效辦法，測點數(shù)目的增加隨之而來的是增大數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的容量及提高分析處理速度，在測試方法、數(shù)據(jù)采集與分析上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(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。模態(tài)分析當前的一個重要發(fā)展趨勢是由線性向非線性問題方向發(fā)展。近年來在工程中的非線性問題日益突出，因此非線性模態(tài)分析亦日益受到人們的重視。關(guān)于非線性模態(tài)的正交性、解耦性、穩(wěn)定性、模態(tài)的分叉、滲透等問題是當前研究的重點。非線性系統(tǒng)物理參數(shù)的識別、載荷識別方面的研究亦已開始。 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ) 模態(tài)分析用以確定結(jié)構(gòu)的振動特性 (即固有頻率和振型 )， 是進行動力學分析的基礎(chǔ)。 因結(jié)構(gòu)阻尼較小 ， 對結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型影響甚微 ， 可忽略不計 ，上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 41 由此可得結(jié)構(gòu)的無阻尼自由振動的運動微分方程為 }0{}]{[}]{[ ?? XKXM ???????????? ? ?? ?? ????? （ ） 其對應(yīng)的特征方程為 }0{}]){[]([ 2 ?? MMK ? ????? ???? ???????????? （ ） 式中 :ω 為系統(tǒng)的固有頻率。求解式 即可得出自由振動的固有頻率和振型 [3]。輸出模態(tài)參數(shù)主要包括固有頻率和振型 。 用 CATIA軟件 進行自由模態(tài)計算 ， 并與剛性車輪模態(tài)進行比較 [2]。 圖 第一階段振型 圖 第二階段振型 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(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)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(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 車輪的十個振型所處的頻率見表 所示。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 44 圖 第一階段振型 圖 第二階段振型 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)計方案二的十個階段振型所處的頻率如表 。 圖 第一階段振型 圖 第二 階段振型 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(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)計方案三的十個階段振型所處的頻率如表 。 圖 第一階段振型 圖 第二階段振型 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)計方案四車輪的十 個振型所處的頻率見表 所示。說明設(shè)計方案一的在高頻時 隔振能力較強 。 3) 本次計算得到完整的頻率和振型 ,但其合理性有待通過試驗?zāi)B(tài)分析予以驗證。 2） 在鋁合金車輪實體建模的過程中，引入了“實體對比”修正的設(shè)計方法后有利于提高幾何建模的準確性。 4） 利用有限元法對汽車零部件進行分析，設(shè)計者在設(shè)計過程中就可以準確地了解零部件性能，可以隨時對其進行修改，大大提高了設(shè)計效 率。提高產(chǎn)品的競 爭力 。利用 CATIA 的軟件平臺可以完成鋁合金車輪的性能分析和 模態(tài)分析 的研究工作，雖然研究的內(nèi)容偏于膚淺，但是完全能在車輪定型生產(chǎn)之前使設(shè)計人員對車輪的整體性能有比較清晰的了解，這將大大縮短車輪的設(shè)計周期，提高設(shè)計效率。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 50 參考文獻 [1] 王霄鋒，王波，趙震偉，管迪華 .汽車車輪結(jié)構(gòu)強度分析 [J].機械強度， 20xx：066～ 069 [2] 龐潔，劉巖，顧江 .基于 ANSYS 的彈性車輪模態(tài)分析 [J].內(nèi)燃機車， 20xx： 1920 [3] 劉海澄，柳玉起，張曉格 .車輪結(jié)構(gòu)強度的有限元分析及應(yīng)用 [J].湖北汽車工業(yè)學院學報， 20xx： 6～ 10 [4] 崔勝民，楊占春 .基于有限元分析的汽車車輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 [J].機械設(shè)計， 20xx：41～ 42 [5] 周允 .汽車百科全書 [M].北京：機械工業(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 [OL]. ANSYS/20xx12/, 20xx [8] 盛選禹 .CATIA 三維機械設(shè)計實例 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 20xx [9] 李繼文，謝敬佩，劉忠俠，宋天福 .國 內(nèi)外著名汽車輪轂內(nèi)在質(zhì)量分析研究 [J].汽車工藝與材料， 20xx： 76～ 80 [10] 盛選禹 .CATIA 有限元分析命令詳解與實例 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 20xx [11] 余凡、林逸 .汽車系統(tǒng)動力學 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 20xx [12] 張文元 . ABAQUS 動力學有限元分析指南 [M]. 北京：中國圖書出版社 .20xx [13] 余志生 . 汽車理論 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 . 20xx [14] Xu Y., Zhang S. H., Li P. et al. 3D rigid plastic FEM numerical simulation on tube spinning[J]. Journal of Materials Processing Technology, 20xx: 710～ 713 [15] 劉起清 . 除震車輪 [P].中國： 1403309， 20xx [16] 埃德里爾努斯? J?黑恩 . 具有驅(qū)動裝置的車輪 [P]. 荷蘭： CN1406185， 20xx [17] 過學迅 .汽車設(shè)計 [M].北京 ：人民交通 出版社 , 20xx [18] 張鐵柱，張洪信 .汽車安全、節(jié)能與環(huán)保 [M].北 京 : 國防工業(yè)出版社 , 20xx 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 51 [19] 譚繼錦 .汽車有限元法 [M].北京 :人民交通出版社 , 20xx [20] 高秀華，王智明，王繼新 .工程分析及電子樣機模擬 [M].北京：化學工業(yè)出版社，20xx [21] 曾洪江，黃聰 .CATIA V5 機械設(shè)計從入門到精通 [M].北京：中國青年出版社 ,20xx 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 52 附 錄 常用 PCD 與中心孔對應(yīng)表 PCD 中心孔 （ mm） PCD 中心孔 （ mm） PCD 中心孔 （ mm） 4X100 108 5X150 110 4X108 5X115 6X100 4X110 5X120 6X115 5X100 6X127 6X135 108 110 5X108 5X110 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 53 108 5X112 110 5X127 131 8X170 131 5X130 5X135 各種規(guī)格車輪的重量設(shè)計標準 產(chǎn)品規(guī)格（ IN） 重量最小值 重量最小值 設(shè)計參考重量 13X5 14X5 14X6 15X5 15X6 15X7 15X8 16X6 16X7 16X8 16X9 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 54 16X10 17X6 17X7 17X8 17X9 17X10 18X7 18X8 11 18 18X9 18X10 18X12 19X7 19X8 12 16..8 19X10 20X7 12 20X8 20X9 20X10 20X12 22X9 22X10 22 22X11 22X12 22X14 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 55 23X10 24X9 24X10 24X11 24X12 26X10 28 18X10 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 56 致 謝 值此論文完成之際，謹向我的導師 劉長虹老師 表達深深的謝意和崇高的敬意。感謝上海工程技術(shù)大學汽車工程學院，感謝畢業(yè)設(shè)計期間同學們 ，特別是唐煜成和韓奇 對我的關(guān)心和支持，他們的分享和幫助使我順利完成了大學學業(yè)。 最后，謹向百忙中抽出時間參加本論文評審和答辯的各位專家、學者致以崇高的敬意和誠摯謝意！ 20xx 年 6 月 于上海工程技術(shù)大學 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 57 譯 文 在最近幾十年有限元素分析 (FEA)在輪胎產(chǎn)業(yè)成為了一個越來越 普遍的工程工具。 為了進一步測定 輪胎的 工作 特性譬如 操縱 , 噪聲 ， 乘駕 ， 干濕的牽引和 磨損 。 胎面花紋 的幾何學 詳細資 料 在 測 定輪胎 工作狀況時扮演著 一個主要的 角色 , 并且現(xiàn)時方法提供 了 一個 辦法，結(jié)合有限元分析方法 和它的應(yīng)用 使 一個汽車輪胎 擁有多種具有特殊重要性的胎面花紋 。當各種各樣的 胎面花紋 被塑造在 簾布上 , 在輪胎與路面接觸時受到胎面花紋變化影響而改變的力可以被觀察到。例如 , 操縱引用 在司機的控制之下 的車的能力去執(zhí)行機動 。反過來 , 胎面花紋 充當在 測定 輪胎的側(cè)向力參量的一個重大角色。 輪胎噪聲 的產(chǎn)生 主要 是 由 胎面凸出花紋 引起 的 , 而且可以通過胎面設(shè)計 上 的變化來增加或減少 。這振動 會引起聽得見的噪聲，胎面凸出花紋的 形狀 和大小是決定它的 頻率和 功率 水上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 小排量轎車車輪結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)分析 58 平 的眾多原因之一 。根據(jù) 胎面花紋 的大小和形狀 、凸出花紋 的振動 、 由輪胎與 路 面接觸所 造成 的力 , 可以通過簾布并 傳達給車 體 。 輪胎干濕狀態(tài)的附著摩擦力同時受到輪胎凹紋的影響 。 如果是特定的胎面復(fù)合物 和 道 路 表 面 ,可得到的網(wǎng)狀附著摩擦力取決于合成橡膠表面的分布，而剪切力與法向力有關(guān) 。 這比不把摩擦計算在內(nèi)的法向力分布計算要更精確，而且這時候分配到每一個點上剪切力等于摩擦系數(shù)乘以法向力 。 胎面磨損是另一個 輪胎特性，它和輪胎與路面的觸點壓力密切相關(guān) 。 完全理解這個過程一定要通過車輪制造才能獲得 ,剪切力和法向力無疑是模擬磨損過程的關(guān)鍵 。 隨機有限元法 考慮抗剪強度參數(shù)空間上隨機變化和空間相關(guān)的功能強大的通用方法是隨機有限元法，這是彈塑性有限單元分析與以局域均化再分方法所產(chǎn)