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车轮强度的有限元分析

2024-03-12 19:05阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
车轮强度的有限元分析
通常，车轮结构强度有限元分析主要考虑弯曲工况。本文以最常见的弯曲工况为例进行优化设计，设计变量的优化结果见表。可以看出：为降低自重，设计变量的值几乎已达到下限。
从重量减轻的角度来说，与原设计相比，优化后的板厚减小，从而车轮质量大大减小，轮毂板厚从巧~减小到7.4590 mm，重量减轻了50.27，轮辐板厚从8 mm减小到3.1339~，重量减轻了60.83%。从应力、应变的角度看，与原设计相比，优化后的应力、应变都更加均匀，而且最大应力值依旧出现在轮辆边缘处为215 MPa，接近材料的强度极限。因此，优化后的车轮充分利用了材料。
1)在MSC.NASTRAN
中，对车轮进行了静强度分析。分析结果表明：最大应力值为73.8 Mpa，远小于铝合金的强度极限，其强度储备很大，造成材料的浪费，因此该车轮还存在进一步优化的潜力，以减轻重量，节省材料，提高经济效益。
2)在MSC.NASTRAN中，对该车轮进行优化设计。最后结果表明：最大应力值为217 Mpa，充分利用了铝合金材料的强度。车轮的应力、应变云图也更加均匀合理。
3)本文应用MSC.NASTRAN对受强度约束的汽车车轮进行了强度分析及优化设计。应用表明，MSC.NASTRAN为汽车车轮结构优化设计提供了一个很好的手段，通过优化能够显著降低车轮的重量、缩短研制周期，优化设计在结构设计中有着广泛的应用前景。
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