镁合金汽车轮毂的研究与开发

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1、浙江工业大学硕十学位论文镁合金汽车轮毂的研究与开发摘要资源和环境是己成为世界各国越来越突出的问题，为了节能降耗、减少废气排放、提高驾乘舒适度和车辆动力学的性能，现代汽车、摩托车等交通工具正在向轻量化方向发展。镁合金是现已知的最轻金属结构材料之一，具有多方面结构和性能的优势，越来越受到各国的青睐。自1990年以来，美国、日本、德国、澳大利亚等国家相继出台了自己的镁合金研究计划，把镁合金列为21世纪研究与开发的重点项目。我国科技部也在“十五”国家科技攻关计划中特别提出了“镁合金开发应用和产业化"重大项目。本文基于该背景，对镁合金汽车轮毂的研究与开发。本文以汽车轮毂为研究对象，基于产品研究

2、开发的一般流程，制定了产品结构设计、工艺方案设计、模具设计的技术路线。借助CAD、CAE等工具，对汽车轮毂结构与性能、模具造型、铸造工艺等进行了设计、仿真分析与优化。基于材料替代再设计的方法，对汽车轮毂进行了结构设计。对材料替代后的轮毂结构进行了动态弯曲疲劳试验、动态径向疲劳试验和车轮冲击试验的仿真分析。分析结果表明，轮毂结构基本满足性能要求，通过适当增大应力集中点处的结构尺寸，可有效降低轮毂的最大应力值，使轮毂结构更加趋于合理。’汽车轮毂的成型工艺类型较多，以挤压铸造生产镁合金轮毂的工艺方法现今多处于研究阶段。本文根据挤压铸造的工艺特点，对汽车轮毂挤压铸造模具要点进行了分析总结，并

3、对模具型腔进行了结构设计，运用三维CAD软件对其进行了几何建模。以所设计的汽车轮毂和模具为模型，运用专业铸造分析软件对镁合金汽车轮毂的挤压铸造进行了数值模拟，基于正交试验原理对工艺参数方案进行了科学组合，对各工艺参数在镁合金轮毂铸件的充型和凝固过程中的作用进行分析，对各工艺参数对铸件各缺陷的影响作了比较。通过对模拟结果的分析比较，得出一个较优的成型工艺方案，并对其进行了模拟验证，结果表明，优化后的工艺参数组合，使铸件的品质进一步提高。关键词：挤压铸造，镁合金，汽车轮毂，正交试验，数值模拟浙江工业大学硕士学位论文REARCHANDDEVOLPMENToNMAGNESIUMALLOYWH

4、EELSoFAUToMOBILEABSTRACTEnergycrisisandenvironmentalproblemhavebeenmoreandmorecriticalforeveneverycountryintheworld．Modemvehicleasautomobileandmotorcyclearedevelopingtobeingmorelightweightedforenergysaving．Andadswelltoreduceexhaustemission．Tolightentheauto，it’Saneffectivewaytoreplacetheoldmater

5、ialbylightmaterialwiththesameperformance．Magnesiumalloyisoneofthelightestmetalmaterialsforindustrialapplicationwithanumberofadvantagesincludinglowdensity,relatively,highspecifictenacity,goodcastability,goodshockabsorptioncapabilityetc．Since1990，US，Japan，Germany,Australiaetc．sequentiallyannounce

6、dresearchprojectsonmagnesiumalloy,whichisconsideredasthekeysubjectofstudyandresearchinthe21stcentury．China’SMinistryofSciencealsospeciallyannouncedthesignificantprojects，“Development，ApplicationandIndustrializationofMagnesium”，inthe“10thFive·YearPlan”nationalkeyscienceprogram．Thispaperproposeda

7、developmentalprocessofmagnesiumalloywheelsusedforelectricbicyclebasedonthisbackground．Thispapermainlyresearchonautomobilewheel．Basedonthegeneralprocessofproductdevelopment，thetechnicalrouteismadeincludingproductstructure，processsc