铝合金轮毂冲击试验瞬态有限元分析

利用三维建模软件I-DEAS和非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立包含冲击块和铝合金轮毂模型在内的非线性有限元模型,并对有限元模型进行适当简化。采用LS-DYNA显式算法,对轮毂模型从3个不同部位进行冲击模拟,预测危险点出现的位置,选用某型号轮毂利用实际冲击试验进行验证。结果表明,该有限元模型的建立及简化方法合理,模拟结果与试验结果能够很好的吻合,该型号轮毂强度符合13°冲击测试标准,为轮毂设计人员在前期开发阶段提供了有效的参考。     

铝合金车轮13°冲击试验仿真分析

为了减少铝合金车轮性能检测的试验次数以提高车轮的设计研发效率,建立铝合金车轮13°冲击试验的数值模型进行仿真试验非常必要。在充分考虑冲击试验台静态与动态效果的基础上,建立包括冲头、车轮总成和试验台架的铝合金车轮冲击试验有限元模型,其中试验台架上的橡胶支座采用弹簧—阻尼单元进行模拟,且将轮胎安装所产生的车轮预应力作为初始条件,使用非线性有限元动力分析软件LS-DYNA对铝合金车轮冲击过程进行仿真分析。通过对车轮上若干测量点应变值的有限元仿真结果与试验结果的比较,确认与铝合金车轮实际台架试验相等效的计算机模拟试验平台的有效性。该计算机模拟试验平台的建立对铝合金车轮的前期设计开发具有重要的指导意义及应用价值。     

轿车车轮冲击试验仿真分析

根据轿车车轮冲击试验要求,使用Hyper Mesh为前处理器,建立了包括冲头、车轮总成和试验台架在内的车轮冲击有限元模型。然后使用非线性有限元动力学分析软件LS-DYNA对车轮冲击过程进行仿真分析,得到了车轮各时刻的等效应变值和冲头的位移变化曲线。通过仿真分析确定应变最大位置并在该区域内设置梁单元和应变片进行测量,模拟在冲击过程中的变形过程。通过比较有限元仿真与试验结果,确认了该有限元试验台架的有效性,对车轮的前期设计开发具有一定的指导意义和应用价值。     

有限元分析中网格划分对轮合金轮毂强度分析的影响

计算机技术和仿真软件的进步,在整个机械行业中的作用正在不断凸显出来,作为新时期的软件技术,ANSYS有限元分析系统有力的推动了铝合金轮毂行业的发展。ANSYS有限元分析使铝合金轮毂在开发过程中形成了结构分析和强度改进的闭环系统。针对公司为某客户生产的一款铝合金轮毂在试制时13度冲击试验时失效情况,对有限元分析软件中的网格划分进行改进,虚拟冲击台架试验,通过分析结果,结合实际车轮试验失效情况,对车轮结构参数进行了修改,修改后车轮顺利通过了13度冲击试验。     

基于弯曲疲劳试验的铝合金车轮有限元分析

基于某型车轮弯曲疲劳试验建立了铝合金车轮有限元模型,使用NX有限元分析软件进行静力分析,采用名义应力法和局部应力应变法预测了铝合金车轮弯曲试验的疲劳寿命。通过与弯曲疲劳试验对比,车轮弯曲疲劳试验结果与有限元计算结果相吻合,验证了有限元方法预测疲劳失效部位、降低研发成本和缩短研发周期的有效性。     

有限元分析在轮毂设计中的应用

轮毂是汽车中的重要零部件,既要具有高承载能力,又要满足整体外观个性化设计要求,其设计与开发中也主要体现了此设计理念,因此其制造企业要想赢得市场,提高产品的竞争力,必须改变原有的紧靠设计经验开发轮毂的传统的设计开发模式。本文以有限元分析软件ANSYS和三位造型软件UG为工具,建立了与轮毂实际的弯曲疲劳试验、径向疲劳试验、冲击试验相等效有限元分析模型,对轮毂的可靠性进行预测,为轮毂产品的设计开发人员提供设计依据。     

FSAE赛车集成化轮毂的设计与校核

针对赛车出现的装拆烦琐、车轮总成庞大等问题,对车轮轮毂的结构进行优化集成设计,对4种极限工况下车轮上的动载荷值进行计算,并运用有限元分析软件ANSYS对集成化轮毂进行静力学分析。分析结果表明,新设计的集成化轮毂的强度满足设计要求,采用新型集成化轮毂的赛车与上一届赛车相比,车轮总成质量降低了20%左右,这对赛车车轮的轻量化设计和提高赛车性能有重要意义。     

车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算

采用有限元分析方法,建立汽车车轮有限元模型,模拟车轮径向疲劳试验施加合理的载荷及边界条件.通过分析车轮试验过程中的应力变化情况,得出高应力集中区域及其各主应力值,运用疲劳寿命计算理论及ANSYS软件估算车轮的疲劳寿命.通过与车轮径向疲劳试验结果进行比较,结果表明高应力集中区域与实际裂纹位置吻合,预估的疲劳寿命与车轮实验寿命基本吻合,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,为以后对车轮进行结构改进起指导作用.     

新能源车铝合金车轮轮辋裂纹分析及结构优化

近些年随着新能源车快速发展,车辆在追求轻量化设计的同时,车轮轮辋制造逐渐采用旋压工艺,采用传统燃油车铝合金车轮的设计强度和判定基准,为新能源车设计铝合金车轮时,在车辆测试过程中发现轮胎受到较大冲击时,导致车轮内车缘出现不同程度的路试裂纹情况。针对车轮轮辋的疲劳裂纹问题,首先,利用CATIA软件完成三维模型设计;其次,通过实际铝合金车轮出现内轮缘裂纹现象进行分析与研究,采用ABAQUS仿真软件对薄弱结构进行仿真优化;最后,采用优化后的车轮轮辋结构进行台架试验及路试验证。试验结果表明：通过优化后的车轮可以有效降低裂纹发生概率,减少了轮胎漏气风险,降低行驶中爆胎概率,更大程度的保证行车安全,为新能源车铝合金车轮的结构设计和安全使用提供参考。     

MW级风电机组轮毂与变桨挡块强度分析

针对MW级风力发电机组轮毂强度安全问题,使用有限元分析软件ANSYS和疲劳分析软件FE-safe,在考虑变桨轴承非线性影响情况下,采用风轮总体模型与轮毂子模型相结合以及临界平面法与最大主应力算法相结合的计算方法,对某大型风力发电机组轮毂的极限强度与疲劳强度进行了评估;为使叶片变桨时准确停留在顺桨位置,在轮毂装配系统中设计了变桨缓冲装置,并对装置组成件变桨挡块和挡块凸台在顺桨工况下的极限强度进行了分析。研究结果表明:轮毂的极限和疲劳强度以及变桨挡块和挡块凸台的极限强度均能满足设计要求,为风电机组轮毂和变桨缓冲装置的设计提供了参考依据。     

侧向冲击对轮毂轴承性能影响的试验研究

车轮受侧向冲击后,轮毂轴承会因其性能衰退而产生噪音影响,针对这一问题,对受冲击后的轴承滚道缺陷特征与性能退化程度开展了试验研究。首先,利用GM布氏压痕试验方法,模拟了车轮受侧向冲击工况,并提取了滚道表面缺陷特征数据;然后,采用函数拟合方法,建立了滚道接触应力与压痕深度的联系;最后,针对压痕缺陷轴承进行了振动噪音、力矩刚性和耐久寿命试验,并对试验结果进行了提取和分析,以表征滚道压痕缺陷对轴承性能的影响。研究结果表明:当侧向冲击加速度分别达到1.1 g和1.3 g时,轮毂轴承振动噪音和力矩刚性水平分别衰退超过7%;当侧向冲击加速度达到1.4 g时,轴承滚道最大压痕位置蔓延到了轴承挡边处,此时的轴承寿命衰减明显。     

汽车轮毂轴承单元试验机

轮毂是连接车轮和车轴的部分,是轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件,担负着承载车重、传递动力、轮胎散热等功能,而且作为一个旋转运动部件,轮毂在具有一定的刚度前提下,必须符合轻质、耐疲劳、动平衡等条件。轮毂加载试验机通过对轮毂内部轴承的轴向双向加载和径向单向加载,模拟轮毂在工作中的实际工况,并且对试验轴承温度、加速度、转速、时间等数据进行自动测量、记录及处理。     

重卡汽车轮毂结构优化设计

利用Workbench软件对8.00V-20型钢制轮毂进行有限元分析。对轮毂进行弯曲疲劳试验模拟和径向疲劳试验模拟,得到轮毂的应力图和应变图。通过分析结果,得出弯曲疲劳是轮毂破坏的主要原因。利用轮毂材料强度性能,改变重卡轮毂结构尺寸来进行优化设计,以轮毂的质量为目标函数,最终达到轻量化设计。既满足了强度要求,又降低了生产成本,为企业带来经济效益。     

车轮径向疲劳试验的动力显式有限元算法

由于静力隐式有限元算法很难准确模拟车轮径向疲劳试验,着重研究用动力显式有限元算法进行模拟的方法。论文详细介绍了车轮有限元网格、材料性能参数、轮胎简化、螺栓预紧、焊缝设置、转鼓转动、径向力加载等过程的设置方法及注意事项,列出车轮应力及表面压力的分布,提出判断分析结果合理与否的方法,最后详细介绍材料S-N曲线的选择方法,并对有限元分析及试验寿命结果进行比较,该动力显式模拟设置方法可得到较理想的分析结果。     

轿车铝合金轮毂力学性能有限元分析

为了保护环境,减少污染,节约能源,车轻量化路线在汽车行业的作用就显得极为重要。铝合金已被公认为是实现汽车轻量化路线最有效的材料,在汽车的铝化率不断提高的前提下,对汽车的安全件——轮毂的机械性能的要求也越来越高。汽车的轮毂不仅是汽车承载的重要零部件,也是汽车运行过程中唯一的安全外观零部件,为了提高铝合金轮毂在行驶过程中的强度,越来越多的科研人员对轮毂的疲劳失效结果进行分析研究。目前汽车轮毂所用材料包括钢铁材料、合金材料以及复合材料等。以铝合金轮毂为例,首先对汽车轮毂进行了力学性能分析,并对轮毂的受力载荷进行了确定。建立铝合金轮毂的有限元分析模型,利用ABAQUS软件对轮毂的受力情况进行了模拟仿真,通过计算得出轮毂的应力、应变分布云图。计算结果表明,铝合金轮毂的总应力和应变位移集中在轮辐和车轮的接合处。计算结果的强度与设计要求相对应,但是应力的变化取决于负载,并且仍有很大的优化空间。有必要进一步优化轮毂的设计,在不改变轮辋的情况下改变其张力和拉伸位置,并设计轮毂的结构尺寸以提高轮毂的性能。     

一种新型安全车轮的非线性有限元分析

建立了新型安全车轮的几何模型,说明了车轮构成及基本原理。基于车轮的几何非线性、材料非线性及车轮与地面接触的非线性,建立了车轮的三维非线性有限元模型,用ANSYS软件的非线性分析技术对车轮进行了有限元分析。建模时充分考虑了橡胶材料的超弹性,材料模型采用Mooney-Rivlin橡胶材料。分析了车轮在静态接触、侧倾和侧偏受载3种工况下载荷与变形量的关系,并对车轮应力分布、轮胎接地印迹和接地压力进行了研究,为模拟与分析轮胎行驶性能和车轮的结构设计与优化提供了相关依据。     

强力冲击下摩托车铝合金轮的模拟分析研究

突发状况下的强力冲击对于摩托车铝合金车轮来说,有一定的危险性,必须对其进行冲击响应分析。利用有限元分析软件模拟现实条件,对某摩托车铝合金车轮进行分析研究,并以云图的形式显示计算结果,得出设计可靠的结论。     

车轮轮辋轻量化分析与研究

采用Pro/Engineer软件进行铝合金轮毂建模,以16x7J汽车铝合金轮毂为研究对象,根据弯曲疲劳试验,运用有限元分析软件ANSYS Workbench建立了考虑螺栓及法兰作用效果的车轮整体模型。以轮辋厚度为变化量,建立了不同尺寸的车轮模型。通过对有限元计算结果的分析,得到应力和应变分布情况。用改进后的史密斯公式法对车轮的寿命进行预测,通过寿命预测,轮辋厚度减少1mm其寿命仍可达到国家标准要求。研究表明:该方法可降低成本,减轻车轮重量,节省油耗,节能减排。     

铸旋铝合金轮毂旋压模具设计及压料方式研究

对铸旋铝合金轮毂旋压模具的设计进行了有限元热模拟分析,并经试验验证,旋压模具选用4.5‰的热膨胀系数是正确的.对于正面非机加轮毂,提出了轮毂旋压时采用中心凸台和工艺轮唇同时压料的方法,根据车轮不同结构,尾顶压力范围控制在4.5～6 MPa,并在生产中得到广泛应用.     

轮毂液态模锻模具设计与分析

铝合金轮毂液态模锻技术是铸造行业非常重要的技术,对加快大直径、重载荷车轮轻量化发展起到了重要支撑作用。基于此,运用UG NX设计研发轮毂液态模锻机床模型,模拟液态模锻加工过程,防止发生干涉,并运用ABAQUS对模具进行受力分析,对危险点进行检测,从而优化设计模型,为实际生产中液态模锻优化提供理论支撑。