轿车轮毂轴承力学性能分析

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1、机械设计与制造第3期192MachineryDesign＆Manufacture2014年3月轿车轮毂轴承力学性能分析王伟，林棻，张尧文，朱为文（南京航空航天大学车辆工程系，江苏南京210016）摘要：针对轮毂轴承开展合理精确的有限元分析，对轮毂轴承的开发具有重要意义。以某型轿车第三代驱动轮轮毂轴承单元作为研究对象，采用Hypermesh建立与轮毂轴承转弯工况相等效的有限元模型，导入ANSYS求解分析轮毂轴承单元的力学性能。将力矩刚性仿真结果与试验结果进行比对，误差控制在8%以内，二者具有较好的一致性，验证了有限元

2、模型的正确性。仿真结果表明，轮毂轴承单元的刚度与外加载荷基本成线性关系；在极限转弯工况下，轮毂轴承所受最大等效应力位于滚子与法兰的接触部位，但未超过材料的强度极限，因此符合安全需要。该研究为轮毂轴承的开发及优化设计提供了参考依据。关键词：轿车轮毂轴承；有限元分析；强度；刚度中图分类号：TH16；U463.2；TH133文献标识码：A文章编号：1001-3997（2014）03-0192-04CarWheelHubBearingMechanicsPerformanceAnalysisWANGWei，LINFen，ZH

3、ANGYao-wen，ZHUWei-wen（DepartmentofAutomotiveEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，JiangsuNanjing210016，China）Abstract：Wheelhubbearingunitisoneofthekeycomponentsofcarsbearingandprecision-oriented.Conductingreasonableandaccuratefiniteelements

4、imulationanalysisforwheelhubbearingunithasimportantsignificanceforthedevelopmentofwheelbearings.Takingthethirdgenerationdrivingwheelhubbearingofacertaintypeofcarasaresearchobject，thefiniteelementmodelisestablishedbyHypermeshbasedontheactualcorneringconditionsm

5、odelofwheelhubbearing，andthenimportedANSYStosolveitsstrengthandstiffness.Comparedwithresultstestedbyrigidtorquetestingmachine，theerroriscontrolledinlessthan8%.Theyhaveahighlevelofconsistency.Itverifiesthecorrectnessofthefiniteelementmodel.Andthestiffnessofthew

6、heelhubbearingunitloadisbasicallyalinearrelationshipwiththeload.Inextremecorneringconditions，wheelbearingssufferthemaximumequivalentstresswhichinthecontactareaoftherollerwithflange.Butthestressdoesnotexceedtheultimatestrengthofthematerial，andthereforemeetthese

7、curityneeds.Itprovidestheimportantreferencefortheresearchandoptimizationofhubbearing.KeyWords：AutomotiveHubBearing；FiniteElementAnalysis（FEA）；Strength；Stiffness1引言对法兰盘轮毂进行优化验证，并未对轮毂轴承整体模型进行分析验证。文献[8-10]采用LS-DYNA对球轴承进行了显示动力学仿真，轮毂轴承是轿车轴承中技术要求较高的一种，对汽车安全但是网格划分较为稀

8、疏，针对接触区域并未进行网格细化，计算性以及舒适性至关重要。三代轮毂轴承是基于传统轮毂轴承发展精度不高。起来的，通过两个法兰盘连接车轮和车身[1]，预先调整游隙，采用综合以上考虑，以某型轿车前驱动轮第三代轮毂轴承作为旋压技术施加预紧载荷，免维护，提高了使用寿命。轮毂轴承的关研究对象，提出从轮毂轴承整体模型出发，建立符合轮毂轴承受键性能指标（如：强度、刚度、疲