重卡汽车轮毂结构优化设计及简介.pdf

重卡汽车轮毂结构优化设计 朱龙英，李家应 (江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013) 摘要：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。 关键词：钢制轮毂；有限元分析；结构尺寸；优化设计 中图分类号：U463．343 文献标志码：A 文章编号：1674-1986(2016)05-005—06 OptimizationStructuralDesignofHeavyTruckHub ZHULongying，LIJiaying (SchoolofMechanicalEngineeringofJiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China) Abstract：Workbenchsoftwarewasusedtomakefiniteelementanalysisfor8．00V一20typesteelwheelhub．Underbendingfatiguetest simulationandradialfatiguetestsimulation，thestressandstraindiagramsofthehubwereobtained．Throughtheresultsanalysis，bendingfa— tiguewasthemainreasonofrthefailureofthewhee1．Usingwheelmaterialstrengthperformanceandchangingheavytruckhubstructuresize， thehubwasoptimized。Theoptimizedtargetwashteweightofthehubandthegoaloflightweightingwasreached．Sonotonlytherequirement ofintensityismet，butalsotheproductioncostisreducedaswellasbriningeconomicaleffectforenterprises． Keywords：Steelhub；Finiteelementanalysis；Sturcturesize；Optimizationdesign 0 引言 轻量化设计 目标。 如今在汽车工业发展中，汽车轻量化研究技术已经成为重 要课题之一。尤其在重卡行业中轻量化更是大势所趋。汽车轻 1 车轮的弯曲疲劳试验分析 量化是指在汽车已有功能满足需求前提下。尽可能地降低汽车 1．1 有限元模型的建立 的总质量，从而实现汽车的结构化和合理化，进而提高汽车的 以8．00V一20型轮毂 (该轮毂选 16Mn低合金高强度结构钢 动力性和降低污染。根据国家统计局的数据显示：到2015年， 作为材料，其参数见表 1)为研究对象，首先在Pr0／E环境下 中国民用汽车保有量达到9000万辆，而商业汽车达到250万 根据车轮二维模型 (如图1所示)建立其三维模型 ，如图2所 辆。可见每年汽车生产量快速增长，汽车的大量使用已经给能 示。此轮毂结构是由有 5个通风孔的轮辐、平底型轮辋和挡圈 源和环境带来了严重的负担。研究表明：大约 75％的油耗与整 焊接而成 ，其尺寸参数为：轮辋最小厚度为6mm，轮辐厚度 车质量有关，汽车质量每降低 10％，油耗下降4％。由此可见 为 12am。将建好的模型导入Workbench中进行网格划分，为 降低汽车的质量就可以有效降低耗油量和CO，排放量。因此对 了得到精确结果。先采