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14×5.5J铝合金车轮的轻量化设计 陈宁 叶红玲 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，100124 摘要 本文利用有限元分析软件ANSYS建立汽车车轮的有限元模型，对其进行了静强度 分析。通过改进车轮轮辐的尺寸优化了车轮的重量，优化后车轮的最大应力变大了，但仍 在设计许可的范围内，而重量减轻了，有利于汽车轻量化水平的提高。 关键词：车轮;有限元;强度分析;优化设计 过改变局部结构设计来达到减轻重量的目的。 2．3车轮的优化 本文选择轮辐厚度作为优化设计变量，通过改变轮辐厚度，重新进行分析计算。据 经验，轮辐厚度上下限范围为20肿3册。现把轮辐厚度由原来的20册减薄为15脚、10脚、 5删，然后重新导入到ANSYS进行有限元强度分析。这里不一一列出分析结果，只给出轮 辐减为5脚时得到的应力应变云图，如图3、图4所示。从优化后的应力应变云图可看 出轮辐的厚度减为5脚时，应力应变更加均匀且最大应力值为198坳a，最大应变为 1．433脚，仍然满足铝合金的强度及刚度要求。 图2车轮应力云图 图3车轮应变云图 图4车轮应力云图 图5车轮应变云图 三、结论 通过调整轮辐厚度的方法，在保证足够强度及刚度的前提下减轻了车轮的质量，使 车轮质量由原来的6．24船减轻到5．78钯即减轻了7．37％，且优化后的车轮仍然满足强 度及刚度要求，充分利用有了材料。这对提高汽车的轻量化水平，节省材料，节约成本 具有现实意义。 参考文献 l 张世林，任颂赞主编．简明铝合金手册．上海：科学技术文献出版社，2000．12 2 闫胜昝．铝合金车轮结构设计有限元分析与实验研究[D]．浙江大学，2008 3 邱新桥，熊燕．汽车车轮失效判据的研究[J]．汽车研究与开发，1998(2)：27—29