车轮疲劳—冲击—气动性能多学科轻量化优化设计方法研究

发布时间：2020-12-22 02:34

　　车轮是汽车行驶系中最重要的承载件和安全件,在工作中承受的载荷和工况复杂。作为非簧载质量和汽车上主要的旋转和移动部件,其轻量化设计对汽车节能减排作用更加显著,更能有效地提高整车的轻量化水平;但同时极易引起车轮力学性能的降低。车轮轻量化的程度和综合性能的优劣直接影响汽车的经济性、动力性、操纵性、舒适性、制动性和行车安全。因此,在车轮轻量化设计时,需考虑车轮结构的改变对车轮的疲劳性能、冲击性能和气动性能等力学性能的影响。同时,采用多种轻合金材料组合应用、改善生产加工工艺和进行结构优化设计三种方法的协同运用是新型轻量化车轮开发的关键技术。因此,综合考虑车轮各项性能的结构-材料-性能一体化多学科多目标轻量化优化方法,是车轮轻量化的核心技术和研究热点。本文以16?61 ₂J型车轮为研究对象,基于联合拓扑优化技术设计一个由镁合金轮辋和铝合金轮辐构成的组装式车轮。基于弹性力学、塑性力学、断裂力学和流体力学的有限元分析方法,结合疲劳理论、冲击理论以及湍流理论,建立组装式车轮的有限元分析模型,研究车轮结构对车轮疲劳性能、冲击性能和气动性能的影响机制。在此基础上,综合考虑车轮的质量、强... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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汽车轻量化方法分类高强轻质材料在车轮上的应用促进了车轮轻量化的飞速发展，是目前车轮轻量化最为

国际钢铁协会组织根据屈服强度对钢材进行了分类，如图1.3 所示。目前，高强钢凭借其强度和性价比高以及工艺成熟等优势在汽车关键零部件上大量应用。图 1.3 国际钢铁协会组织 ULSAB 项目白车身钢材构成钢制车轮在商用车上应用较多，而且多是普通低碳钢[20]，为了提高车轮的疲劳强度以及实现车轮轻量化，高强钢车轮也逐渐得到研究和应用[21，22]。国外学者在高强度钢板制造汽车车轮时的成形、焊接、疲劳性能和耐久性指标上做出了许多成果[23-25]。Shinozaki, M.等[26]研发了三种抗拉强度在 600~800MPa 之间的轮辋用热轧高强度钢板，并研究了化学成分对闪光对焊接头的拉伸翻边和弯曲成型性的影响，作为轮辋商业化生产的实例。Mizui, M.和


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