基于HyperWorks的某轻卡轮辋总成结构优化设计.pdf

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1、设计研究汽车实用技术AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY2017年第6期2017NO．610．16638／j．cnki．1671—7988．2017．06．004基于HyperWorks的某轻卡轮辋总成结构优化设计马波(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601)摘要：文章针对轮辋总成开裂问题，通过Catia三维建模软件进行建模，利用HyperWorks建立某轮辋总成有限元分析模型，对轮辋模型进行静强度分析：通过有限元分析结果，对不同设计方案强度进行对比，找出最优方案，为设计员

2、优化产品结构提供依据。关键词：轮辋；HyperWorks；强度中图分类号：U463．342文献标识码：A文章编号：1671—7988(2017)06—12—03StructuraloptimizationdesignofalighttruckrimassemblybasedonHyperWorksMaBo(AnhuiJianghuaiAutomobileGroupCo．，Ltd．，AnhuiHefei230601)Abstract：Therimassemblycrackingproblem，modeli

3、ngbyCatiathree—dimensionalmodelingsoftware，usingHyperWorkstoestablisharimassemblymodeloffiniteelementanalysis，thestaticstrengthanalysisofrimmodel，throughthefiniteelementanalysisresults，comparingtheprogressofdifferentdesignschemes，tofindouttheoptimalplan，

4、providethebasisforthedesignertooptimizetheproductstructure．Keywords：Rim；HyperWorks；StrengthCLCNO．：U463．342DocumentCode：AArticleID：1671-7988(2017)06·12—03引言根据市场反馈，某轻卡轮辋市场开裂故障较多，主要故障模式为通风孔与螺栓孔连接处开裂(如图1)，初步分析为轮辋强度不足，需要对轮辋强度进行校核。对车轮总成强度校核，常规方法是依据GB厂r5909《商用车

5、辆车轮性能要求和试验方法》开展台架性能试验，该方法不能准确反映出轮辋的强度大小。本文通过三维建模采用HyperWorks有限元分析软件，模拟轮辋受力情况进行强度分析，依据分析结果选择优化方案。作者简介：马波，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。图1市场故障图片方案设计及三维模型建立市场故障件开裂位置主要在通风孔位置，通过现场调查，现有产品通风孔处尺寸、材料及表面加工质量均满足设计要求，初步分析为此处强度不足，故需要提升通风孔处强度。考虑行业轻量化要求，排除增加料厚的方案，以改变通风孔处结构提高强度为主要

6、出发点，形成以下两种方案：一是减小通风孔尺寸，二是将通风孔处截面结构由“c型”改为“s型”，改变通风孔受力方式，具体方案如下：13汽车实用技术2017年第6期1．1通风子L尺寸优化方案缩小通风孔尺寸，可能会影响制动散热功能，故参考某竞品成熟车轮通风孔结构尺寸，将现有通风孔尺寸减小：厂—]＼／现有通风7L尺寸新设计通风孔尺寸1．2截面结构优化方案根据通风孔处受力分析，考虑将通风孔处截面结构由“C型”改为“S型”：“C型”“S型”1．3三维模型建立方案一方案二通风孔减小通风孔减小+截面结构优化2、Hyper

7、Works有限元分析2．1CAE分析工况依据GB／T5909《商用车辆车轮性能要求和试验方法》，应用hyperowrks模拟车轮总成动态弯曲疲劳试验。结合车轮实际受力情况及台架试验方法(如图2)，确定CAE分析工况：(1)将轮辋底部夹紧固定在一平面上；(2)将轮辐与试验机输出轴(以下简称输出轴)连接，安装方式及尺寸应与车辆实际安装形式一致(包括定位方式、与轮毂接触面积等)；!f主冬一8登i一≤!=}图2试验模型(3)在一规定距离处(力臂)施加一平行于车轮安装面的力(即90。加载法)。(4)按下列公式确定

8、弯矩M(力×力臂)：M=fu·R+d、·Fv·S式中，M一弯矩，单位为N·m。u一轮胎与路面间设定的摩擦系数，取0．7。R一车轮或车轮制造商规定的该车轮配用的最大轮胎的静态负荷半径；d一车辆的内偏距或外偏距：Fv一车辆或车轮制造商规定的车轮额定负载值。在此选所用轮胎的最大单胎负荷，即(1500×9．8)N。S一强化试验系数，取I．10。计算的M=f0．7×O．383+0．119)x1500×9．8×1．1=6259．4N．m其中，可将(O．