机理分析汽车轮辐参数对弯曲强度的灵敏度研究.pdf

学兔兔 第 5期 (总第 186期) 机 械 工 程 与 自 动 化 NO．5 2014年 lO月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N 0ct． 文章编号：1672—6413(2014)05—0054—03 汽车轮辐参数对弯 曲强度的灵敏度研究 杨 建，宋 华 (辽宁科技大学 机械工程与 自动化学院，辽宁 鞍 山 114051) 摘要：基于ANSYS有限元分析软件的PDS概率计算方法，利用ANsYSAPDL语言建立了参数化的汽车轮 毂模型，对轮毂进行动态 的弯 曲疲劳试验仿真，进而对轮辐参数进行灵敏度分析 。研究表 明，轮辐 内侧 中部 控制点的轴向坐标对轮毂弯曲疲劳强度的灵敏度最大且影响显著，轮辐外侧靠近中心孔的控制点的径向坐标 对轮毂弯曲疲劳强度的影响仅次之。该研究对轮辐的设计具有一定参考价值。 关键词 ：参数化 ；轮辐参数；灵敏度 ；弯 曲强度 中图分类号：U463．343：TP391．7 文献标识码 ：A 0 引言 K ，K ，K ，K ，K 。的y，Z坐标和角度 ，如图 1所 目前，国内外对于汽车铝合金轮毂的研究主要集 示 。其中关键点的编号均是在 ANSYS实际建模时生 中在造型设计 、轻量化设计 、铸造或锻造过程分析 、性 成样条曲线时的关键点编号 。 能试验模拟、残余应力分析和寿命预测 以及辐条力学 性能分析等方面[1]，但对轮辐基于弯嗌强度的参数 灵敏度研究还属空白，轮辐 的参数不但对汽车整体的 美观性具有重要作用，而且对轮毂性能具有很大影 响[6]。在汽车铝合金轮毂的设计过程 中，国标对轮辋 和安装凸台的尺寸有相应的规范 ，由于需要与轮胎和 安装盘进行配合 ，因此轮辋和安装凸台的设计空间有 限；而对于轮辐，国标并未对其进行定性的尺寸形状规 定L7]。由于轮辐的设计空间较大 ，使得轮毂的最初模 型很难一次性完全满足其相应的弯 曲疲劳试验、径向 圈 1 轮辐形状参数表达的三维简图 疲劳试验 、冲击试验的要求 ，这就需要反复地对轮辐部 在笛卡尔坐标系的YZ平面绘制关键点，并对相 位的尺寸及其关联尺寸进行一定的修改。为了减少这 应坐标值进行参数化，有 K (0，C ，C。)，K。。(0，C。， 种盲 目性并缩短设计验证周期 ，有必要对轮辐尺寸参 C4)，K67(0，Cs，C6)，K71(0，C7，C8)，K72(0，C9，C1o)和 数进行灵敏度分析 (基于轮毂弯曲疲 劳性能试验)，以 K 。(O，C C。)。参数 是柱坐标 中工作平面上 的轮 确定各参数对轮毂性能的影响程度 ，为汽车轮辐的造 辐两侧边线草图之间的夹角，记为 C。。 型设计和参数优化提供理论指导 。 定义参数 C1=92，C2— 195，C3— 102．01，C4= 1 轮毂参数化模型的建立 200．76，C5— 128．18，C6— 206．30，C7===52．53，C8= 本文中所研究的轮毂模型为 5。深槽轮毂 ，规格为 216．39，C9=：=72，Clo一 227，Cl1— 112．7O