钢制车轮轮辐旋压成形数值模拟和工艺参数优化

为指导车轮轮辐旋压成形工艺参数的选择，利用Simufact Forming对某款轻型客车的轮辐旋压过程进行有限元仿真，改进旋轮轨迹的确定方法，对比厚度仿真结果和实际加工结果，验证该仿真方法的有效性。在数值模拟的基础上，设计四因素三水平正交试验表，对工艺参数进行正交试验优化设计，得到一组针对该钢制车轮轮辐旋压成形的最优工艺参数。利用优化后的工艺参数进行轮辐旋压成形仿真，结果表明轮辐最大厚度偏差和最大等效应力都有所减少。     

轮辋与轮辐间焊缝参数对钢制车轮弯曲应力影响的仿真分析

为考察轮辋与轮辐间焊缝对钢制车轮强度的影响,建立包括该焊缝在内的钢制车轮的有限元模型,分析在弯曲载荷作用下,钢制车轮轮辋与轮辐间的焊脚高度、焊缝截面形状以及焊缝布置位置对车轮应力的影响.仿真结果表明:对于该钢制车轮,轮辋与轮辐间焊脚高度可以由目前的3.5 mm减至2.5 mm,这为焊接工艺参数的调整提供一定参考;焊缝截面边界为直边时焊缝处应力较小;当每段焊缝的一半对着通风孔时焊接区域应力较小.该仿真分析可用于钢制车轮轮辋与轮辐间焊缝结构的优化,并为钢制车轮在弯曲载荷作用下的疲劳寿命估算提供更准确的应力计算结果.     

轮辋与轮辐间焊缝参数对钢制车轮弯曲应力影响的仿真分析

为考察轮辋与轮辐间焊缝对钢制车轮强度的影响,建立包括该焊缝在内的钢制车轮的有限元模型,分析在弯曲载荷作用下,钢制车轮轮辋与轮辐间的焊脚高度、焊缝截面形状以及焊缝布置位置对车轮应力的影响．仿真结果表明：对于该钢制车轮,轮辋与轮辐间焊脚高度可以由目前的3.5mm减至2.5mm,这为焊接工艺参数的调整提供一定参考;焊缝截面边界为直边时焊缝处应力较小;当每段焊缝的一半对着通风孔时焊接区域应力较小．该仿真分析可用于钢制车轮轮辋与轮辐间焊缝结构的优化,并为钢制车轮在弯曲载荷作用下的疲劳寿命估算提供更准确的应力计算结果．     

微型汽车轮辐零件翻边成形仿真

为提高微型汽车轮辐零件的制作质量,用DYNAFORM对微型汽车轮辐零件的成形过程进行数值仿真.分别建立轮辐零件的凸模、凹模、压边圈和板料的几何模型,通过仿真计算方法评价圆孔翻边因数、材料参数和成形工艺对翻边成形的影响,从而提出改进意见.实例表明,材料屈服强度的增加对翻边开裂有很大影响;通过改进翻边工艺可使轮辐零件圆孔翻...     

材料塑性应变对某钢制车轮残余应力测试的影响

针对车轮轮辋与轮辐组合焊缝附近结构的残余应力测试通常采用盲孔法,孔边由于应力集中易产生塑性变形的问题,采用有限元仿真与测试相结合的方法分析在钢制车轮加工的不同阶段,轮辋焊缝区残余应力测试时材料塑性变形对应变释放因数和残余应力测试结果的影响,并分析由Kirsch解析解确定的应变释放因数A和B计算车轮焊缝区残余应力测试所带来的误差.发现当孔边塑性变形较大时,用Kirsch解析解确定的应变释放因数计算残余应力会产生很大误差.     

地铁车轮振动声辐射特性和车轮降噪

为降低地铁车轮振动噪声,建立车轮三维有限元模型实体网格,利用有限元法计算车轮的固有频率和模态振型;将径向单位力激励下的车轮表面振动速度作为边界条件,采用直接边界元法分析车轮振动声辐射特性;利用阻尼措施降低车轮辐射噪声.结果表明：轮辐和踏面是产生高频噪声的主要部位,在3 731.3 Hz的声功率级最高为69.2 dB(A),此频率下轮辐对总声压贡献最大;采用阻尼措施后声功率级最高值下降4.7 dB(A).数值仿真结果可以为低噪声车轮的研究提供参考.     

连续纤维增强复合材料商用车车轮的抗冲击性能仿真

为实现车轮的轻量化,采用碳纤维增强树脂基复合材料、基于国标要求的轮辋与轮辐截面尺寸设计一款商用车车轮,并根据层合板设计原则设计其铺层结构。为验证车轮的抗冲击性能,基于车轮30°冲击试验标准,在Abaqus软件中建立车轮冲击试验的有限元仿真模型,分别基于蔡 吴准则和Hashin准则对车轮冲击过程的受力状态进行模拟,根据仿真结果改进车轮的铺层方式,从而提高车轮的抗冲击性能,使其满足冲击试验要求。与同等规格的铝合金车轮相比,复合材料车轮取得约25.3%的轻量化效果。     

径向载荷下胎唇对钢制车轮胎圈座作用力分布的影响

针对汽车车轮径向疲劳仿真中传统径向载荷加载方式导致仿真结果误差明显的问题,本文进行了胎唇对钢制车轮胎圈座作用力分布的研究。首先通过径向载荷作用下轮胎变形实验,确定了用于计算胎唇与胎圈座之间作用力的橡胶轮胎材料模型;然后,考虑轮胎变形对轮辋应力分布的影响,进行了车轮径向载荷下的有限元分析;最后,对径向载荷作用下的实验测试数据与装配轮胎模型的车轮径向强度仿真结果、传统加载方式的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明,汽车车轮径向疲劳仿真中传统的径向载荷加载分布确实存在明显误差;为获得准确的径向载荷作用下的仿真结果,应使用装配有轮胎的车轮模型。     

微流控芯片微通道热压成形中塑料流动的仿真

目前,PMMA微流控芯片微通道成形过程中热压参数的调整周期很长.针对这一问题,本文基于热粘弹性理论建立微通道成形过程中的热-应力耦合场模型,利用有限元软件对微通道热压成形过程进行了仿真,通过对不同压力、温度和时间下微通道成形的仿真,得出了最优化的工艺参数.实验结果验证了仿真结论,可以实现对微流控芯片微通道热压成形过程的快速有效的控制.     

某新型车铝合金车轮结构优化与设计研究

为提高车轮设计质量,应用有限元方法,根据国家标准,对某型车铝合金车轮进行疲劳寿命分析,并结合试验设计、近似建模技术及基于蒙特卡罗模拟技术的6σ可靠性优化设计理念,从提高车轮寿命、减轻重量角度进行车轮优化设计。结果表明,轮辐上开孔能够有效引导车轮受载情况下的应力分布,改善疲劳载荷的循环特性,从而有效地提高车轮疲劳寿命。通过对车轮进行确定性优化和基于6σ的可靠性优化的对比,分析了设计变量波动对产品设计质量的影响,结果表明,可靠性优化明显优于确定性优化,具有较高的工程实用价值。     

基于特征造型的重载货车辗钢整体车轮结构设计优化

为减轻重载货车车轮的质量、提高使用寿命,将常规的设计优化方法、参数化特征造型和有限元分析结合,进行重载货车辗钢整体车轮设计优化.以车轮轻量化为优化目标,基于特征建模方法确定设计变量,用有限元分析确定车轮强度和刚度的约束条件,建立辗钢整体车轮的设计优化模型.设计优化和参数化特征造型为有限元分析提供轮辐的几何尺寸,有限元分析主要进行优化后的车轮应力分析,并判断优化后车轮应力是否得到改善.参照＂GB 8601—1988铁路用辗钢整体车轮＂,采用通用CAD/CAE软件建立重载货车辗钢整体车轮的三维实体模型,对其进行设计优化,取得满意的效果.     

基于图像处理的轮辐角度测量

针对轮毂在进行X射线探伤前需要预先调整轮毂轮辐位置的问题,利用图像处理的方法实现了轮毂轮辐初始角度的测量。首先用霍夫变换去除轮毂圆之外的干扰信息。然后根据轮辐条数,在轮毂模板图像上设定一个标准扇形检测区域,在待检轮毂上转动检测区域,用灰度比较法计算出角度。实验结果表明,该方法能较好地测量轮毂轮辐初始角度,符合工业要求。     

Forces applied to large hand wheels

This is a report of a study conducted to establish the population isometric strength capabilities of subjects generating force using a hand wheel. Wheel force strength of 125 males and 125 females was measured using two different handgrip configurations: grasping the rim of the wheel and grasping the spoke. In addition, two separate procedures for generating and measuring strength were used: a 3 s average during a 6 s trial, and a ramp to maximum exertion level and then relax. The task simulated setting a handbrake on a typical railroad box car. Results indicated that grip characteristics and grip strength play an important role in isometric wheel force strength capabilities. The average tangential forces ranged from 393 to 614 N for males, and from 235 to 348 N for females, depending upon the grip configuration and the method used to measure strength. Standard whole-body strength measures for the legs, arms, torso and grip were also measured and demonstrated to be effective in predicting the wheel force strength capabilities of the subjects.     

长玻纤增强热塑性复合材料车轮径向载荷下的强度仿真

为提高复合材料车轮仿真的准确性,采用高性能长玻纤增强热塑性复合材料作为车轮材料,探索在考虑材料各向异性的情况下联合使用Moldflow,Digimat和Abaqus对车轮强度进行仿真的方法,并针对具体车轮采用该方法按照国家标准进行径向载荷下的强度仿真与分析.研究结果表明：复合材料各向异性特性对车轮应力、应变的分布及最大值均有较大影响;在同一位置是否考虑材料各向异性影响得到的应力值最大相差达314%.该方法可提高长玻纤增强复合材料车轮强度仿真计算结果准确性,可为车轮的进一步轻量化提供参考.     

基于静强度分析的轻轨车辆弹性车轮参数设计

针对弹性车轮比传统刚性车轮结构复杂且影响车轮强度和寿命因素也更多的问题,通过CAD/CAE仿真软件建立某弹性车轮的有限元模型,基于EN 13979-1:2003标准,用Abaqus分析在直线工况下橡胶预压缩量、轮轴过盈量和减重孔数量对弹性车轮静强度的影响.对比不同方案下的静强度应力结果,给出一组合理的设计参数.在直线、曲线和道岔工况下的静强度校核结果表明该弹性车轮符合标准.