《汽车轮毂轻量化探析》.docx

1

汽车轮毂轻量化分析

摘要：在社会飞速发展的今天，汽车行业也加快了发展的步伐，为人们带来了

便利的生活方式，但汽车新趋势更向着节能、环保、安全、等方面发展。

节能、环保这一课题在全球范围内都得到了不断的努力，也关系到我国汽车、汽车零件制造厂商，轻量化更成为众多汽车行业及轮毂厂商关注的焦点。

本论文以重卡轮毂为主要研究对象，通过有限元方法对其进行静力学分析以实现质量，成本及性能三方面的综合考虑，并在确保轮毂强度，刚度及不会降低车辆性能的基础上，通过结构分析及轻量化设计来实现车辆前桥的轻量化，去除了轮毂中的某些冗余部位，以较少的可靠性试验数据获得较为可信的可靠性评价结果，降低设计及试验成本，从而为载重车用高性能轻量化轮毂的研制提供技术方法及理论支撑。

关键词：汽车轮毂；高性能；轻量化

目录

1.绪论 2

1.1选题背景和研究意义 2

1.2国内外研究现状 3

2轮毂表面点云数据的获取与预处理 4

2.1点云数据采集方法 4

2.2点云数据测量 5

2.3点云数据的预处理 6

3UG轮毂几何建模 7

3.1UG软件建模功能分析 7

3.2轮毂结构造型分析 8

3.3重构模型误差检测 9

4优化后轮毂的试验分析 10

4.1轮毂试验要求 10

4.2弯曲疲劳试验有限元分析 11

4.3轮毂轻量化改进 12

2

5.结论 14

参考文献 15

1.绪论

1.1选题背景和研究意义

在科技与现代化飞速发展的今天，汽车以其方便快捷己经成了人们出行的第一选择，尤其是21世纪后，汽车在世界范围内的年销售量呈现不断上升的态势，统计显示2019年世界汽车年销量将超过1亿。中国作为世界上人口最多的国家，GDP排名第二，在这样一个大环境下，我国汽车行业有着巨大的需求空间，而汽车轮毂又是我国汽车中最重要的组成部分之一，因此，在未来几年内，我国的汽车需求都会带动国内轮毂行业的发展。汽车行业在近些年来取得了长足的进步，但与此同时，由于汽车尾部产生大量的汽车尾气对大气环境造成了严重的污染和破坏，温室效应就是其中的罪魁祸首之一。汽车尾气排放已被列入我国《中国制造2025规划》中的绿色发展的基本方针之一。目前世界上有很多国家都在大力发展汽车制造业，但是由于汽车尾气排放所导致的大气污染问题已经严重影响到人类赖以生存的环境。汽车尾气排放中含有大量有害物质如二氧化碳、一氧化碳以及氮氧化物等。这些有害气体会造成环境污染。加剧气候变暖。威胁着人类健康。破坏自然环境。危害生态系统。污染环境。所以，降低汽车尾气污染物排放量就成了汽车工业的主要发展方向，汽车轻量化研究能控制汽车油耗，继而有效地控制污染物排放，更为重要的是能缓解石油和其他不可再生资源需求，有效保护大气环境。从资源有效利用与生态环境两个角度来分析，轻量化研究己经是今后汽车工业的主要任务。

汽车零部件轻量化研究有两方面内容：一方面要选用质量较轻、性能较好的原材料(例如铝合金),另一方面要优化原结构以减少原材料用量，同时要满足零部件使用要求及安全性能。这就需要对现有零部件进行重新设计，以达到降低成本的目的。而目前，许多零部件都采用常规方法来解决这些问题。这种做法不但浪费材料，而且增加制造工序，缩短生产周期。因此必须加以改进。逆向工程就是其中之一。技术成熟。应用广泛。前景广阔。成效显着。势在必行。在汽车零件的开发过程中，通过对市场的调研与分析，结合用户的反馈信

3

息，经过充分的市场调研以及合理的结构设计后，采用循环再设计的方法来缩短产品的设计周期，从而节约企业的人力及经济成本，这就是逆向工程技术。飞速发展的逆向工程技术节约了新产品开发所需的大量时间和减少了开发费用，由于它能快速准确地获得零件表面信息，现已经被汽车行业广泛应用。

本专题探索的主旨是在汽车时代飞速发展的今天，越来越多的汽车向智能化、环保化、节能化、轻量化的方向迈进，轻量化一词首先来源于赛车运动，由于赛车对速度、操控性的追求，轻量化能够让汽车簧下重量降低，带来较好的操控效果，同时发动机输出的动力还能产生较高水平的加速运动效果，为赛车带来良好的比赛效果。

因此，汽车行业对轻量化技术的研究逐渐成为热点，并取得了良好的效果。如今，世界上许多国家都将降低油耗作为汽车行业最重要的指标之一；与此同时，减少污染排放已成为汽车行业关注的焦点。节能减排势在必行。保护环境迫在眉睫。低碳经济势在必行。绿色经济势在必行。储蓄迫在眉睫。环境保护迫在眉睫。我们每天使用的汽车、卡车和卡车也需要轻量化，我们每天所使用的车辆也需要节能、环保和可操控。

1.2国内外研究现状