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铝合金车轮的有限元分析与疲劳寿命预测

陈玉发  
【摘要】: 铝合金车轮是汽车实现轻量化的重要零部件之一。本文采用三维设计软件UG和有限元分析软件Hypermesh与ABAQUS作为分析工具,重点讨论了模型在四面体二阶与六面体一阶网格单元下的结构响应以及螺栓预紧力对模型的影响,从而得到简化的有限元模型进行铝合金车轮旋转弯曲疲劳试验的静力分析。对旋转弯曲疲劳台架试验的车轮系统(含加载轴)进行模态分析,根据弯距加载频率低于最低模态频率的三分之一判断惯性力的作用基本可以忽略。绘制铝合金车轮材料的零件S-N曲线并根据弯曲试验的静力分析结果作出疲劳寿命预测。比较物理试验结果,证明疲劳预测方法基本可靠。最后进行冲击试验的有限元分析,分析结果反映出产品破坏的大致位置及一般趋势,为设计人员进行产品的抗冲击结构设计提供一定的参考依据。 本文建立的针对台架试验的有限元分析方法在铝合金车轮的开发周期中具有一定的指导意义与应用价值。


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