基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计-开题报告说明书及cad图纸全套

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1、毕业设计开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程、交通工程是否外聘□是冋否题目名称基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状1）铝合金车轮的起源，发展长时期内，钢制车轮在车轮制造业中占主导地位，随着科学技术的发展与进步，对车辆安全、坏保、节能的要求日趋严格，铝合金车轮以其美观、质轻、节能、散热好、耐腐蚀、加工性能好等特点，逐步取代钢制车轮。铝合金车轮的出现到如今渐渐替代钢制车轮是一个漫长的发展阶段。在20世纪初，一些热衷于赛车的爱好者，为

2、了能使车辆更轻以提高赛车速度，想方设法对车辆各零部件作轻量化的改进，其中车伦是重点减轻的主要对象。1923年，Bugatti公司大胆地将砂型铸造的铝合金车轮装上了赛车，加世纪30年代联邦德国汽车联合会、拜尔（BMW）发动机公司及戴姆勒一奔驰汽车公司，正式将钢制辐条式轮毂与铝制扎制伦網相结合的车轮装上汽车，为铝合金车轮的发展奠定了基础。二次世界大战和世界性的能源危机大大刺激了汽车商的轻量化需求。1945年汽车厂商纷纷开展批量生产铝合金车轮的研究，重要集屮在铝合金车轮的材质和成形工艺方面，但由于车轮的特殊安全要求，仍未能实施

3、批量生产。直至20世纪50年代末，联邦德国还只能少量地生产铝合金车轮。1970年末，拜尔发动机公司率先将铸造铝合金车轮作为特殊部件装到了2002型轿车上，1972年又在双门小轿车上成批装上了铸造铝合金车轮，开始了铸造铝合金车轮批量用于轿车的新局面。日本铝合金车轮工业是在1970年后至1984年之间快速发展起來的，在1984年的年产量达640万件。意大利在1979年曾生产150万件。到1980年，西欧共生产700多万件铝合金车轮（其中50%是铸造铝合金车伦），并以年产6%〜7%的速度递增。1988年，美国生产的车辆中，铝合

4、金车轮已作为好几种车型的系列部件，PontiacSE车型的GrandPrix车更是采用了涂装彩色条带状的铝合金车轮。通用汽车公司生产的Gorvette车和另外两种GrandPrix车型也采用了铝合金车轮;PontiaoFiero的一种新车采用了表面为黑色的铝合金车轮;DodgeDynasty车也把花边式样的铝合金车伦装了上去。同年，福特公司在MerkurScorprio轿车上也装上了铝合金车轮，并把铝合金车轮定为公司系列的标准件。20世纪80年代初，美国原装轿车铝合金车轮装车率大约4%—5%,如今已超过40%o而日本目前

5、轿车铝合金车轮装车率超过45%,欧洲国家超过50%o我国铝合金车轮工业起步较晚，最早使用铝合金车轮是在20世纪80年代初，国营洪都机械厂将砂型铸造的铝合金车轮装在边三轮摩托车上，但是数量很少，未形成气候。到加世纪80年代末,我国出现了笫一个具有现代规模的戴卡轮毂制造有限公司，其规模和设备都进入了世界先进行列。加世纪90年代初，在广东出现了既生产汽车，又生产摩托车铝合金车轮的南海中南铝合金轮毂有限公司，这两个生产厂的生产设备都已达到国际水平。但这段时期，因国内汽车和摩托车对铝合金车轮的装车欲望还很低，钢圈仍占据着绝对统治市

6、场的地位。随着我国公路设施的飞速发展，这两个企业也分别在汽车、摩托车行业中积极地宣传，铝合金车轮开始以极其迅猛之势在全国得到推广,生产铝合金车轮的工厂也像雨后春笋般出现，蔓延至全国。2002年，我国轿车的铝合金车轮装车率已接近45%;摩托车的铝合金车轮装车率已逾50%。综上所述，不难看出，铝合金车轮是现代车辆轻量化、高速化、现代化的必然产物。2）铝合金车轮的制造工艺目前，整体式铝合金车轮的成形工艺有铸造、锻造两大方法。全世界95%的铝合金车轮采用铸造工艺，铸造又可细分为低压铸造、重力铸造和挤压铸造。国外铝合金车轮的制造方

7、法以低压铸造为主，大概占全部产量的80%以上，少数企业采用锻造法、焊接组装法生产。最近，国外出现无气孔压铸新工艺（充氧压铸法），口本轻金属株式会社、美国铸锻公司已开始应用于生产。国内铝合金车轮制造普遍采用成本较低的低压铸造工艺，约占全部产量的80%以上，其次是采用最简便的重力铸造工艺，约占其全部产量的20%不到。上海金合利采用挤压铸造工艺，其产品质量都有提高，取得较好的效果。在铝合金车轮加工方面，一般采用数控机床和高精度自动化柔性加工系统;釆用自动化涂装工艺，喷粉技术在表面涂装方面渐有替代喷漆之势，少数企业还采用先进的真

8、空电镀涂装技术;在热处理试验检测方面，基本都接近或达到国外先进水平。3）基于CAD/CAE技术的设计方法国外企业对CAD/CAE技术的应用已经较为成熟，在汽车领域中有限元技术应用也较为广泛。如采用CAD技术进行产品的三维设计，采用CAE技术计算汽车零部件的应力和变形、进行结构强度和刚度的分析；采用多体动力学方法进行汽