铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析
铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析
材料 ． 工艺 ． 备 ． 设
铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析
陆 斌
（ 京华舜 轮毂 有 限公 司 ） 南
【 摘要 】 以一款 ６ｘ５铝车轮为例 ， Ｊｌ 分别从 时效过程和结构优化两方 面对 其 ｌｏ ３冲击 试验的失效机理进行 了研
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《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》范文
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，逐渐成为现代汽车的重要部件。
了解铝合金轮毂的力学性能及其在各种工况下的应力分布，对于提高轮毂的设计水平、保障行车安全具有重要意义。
本文将针对铝合金轮毂的力学性能进行探讨，并运用有限元分析方法对其力学行为进行深入研究。
二、铝合金轮毂的力学性能铝合金轮毂的力学性能主要表现在其抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度等方面。
这些性能参数决定了轮毂在承受外力时的变形程度和抗破坏能力。
1. 抗拉强度与屈服强度：铝合金轮毂的抗拉强度和屈服强度是评价其承载能力的重要指标。
抗拉强度表示轮毂在拉伸过程中能够承受的最大力，而屈服强度则反映了轮毂在应力作用下的塑性变形能力。
2. 延伸率：延伸率是衡量铝合金轮毂塑性变形能力的重要参数。
高延伸率的轮毂在受到冲击时能够更好地吸收能量，降低破坏风险。
3. 硬度：铝合金轮毂的硬度与其耐磨性、抗冲击性密切相关。
适当的硬度可以保证轮毂在使用过程中不易磨损、不易变形。
三、有限元分析方法在铝合金轮毂中的应用有限元分析是一种有效的数值模拟方法，可用于研究铝合金轮毂在各种工况下的应力分布、变形及破坏模式。
通过建立轮毂的有限元模型，可以对其进行分析和优化。
1. 建立有限元模型：根据铝合金轮毂的实际结构，建立精确的有限元模型。
模型中应包括轮毂的各部分结构、材料属性及边界条件等。
2. 施加载荷及约束：根据轮毂在实际使用中可能承受的载荷，如重力、刹车力、侧向力等，在有限元模型上施加相应的载荷及约束。
3. 求解及后处理：通过有限元软件进行求解，得到轮毂在各种工况下的应力分布、变形及破坏模式。
对结果进行后处理，提取所需的数据及图表。
四、铝合金轮毂的力学行为分析通过有限元分析，可以深入了解铝合金轮毂在各种工况下的力学行为。
例如，在高速行驶过程中，轮毂所受的应力分布情况；在刹车过程中，轮毂的变形及应力集中情况等。
铝合金车轮的有限元分析与疲劳寿命预测
有限元分析软件的使用,将使铝轮产品的设计周期大大缩短,同时提高产品设计的精确程度,有限元的优化设计将推动整个铝轮行业的迅速发展,它彻底抑制了不合理、错误的结构设计,使铝轮的运转更加安全和迅捷.
6.学位论文周堃汽车用铝合金车轮低压铸造过程的数值模拟及其疲劳性能分析2009
铸造过程计算机模拟与仿真同结构有限元分析技术是信息科学、材料科学、工程力学及计算机图形学等各种学科的交叉科学,是先进制造科学的重要前沿领域。针对传统凭借经验设计制造车轮的过程中存在设计造型盲目性大、铸件成品率低、检测周期长的问题,本论文采用了计算机辅助造型技术及有限元分析方法,研究了车轮从初始造型设计到铸件生产过程数值模拟,最后到产品结构疲劳性能分析的全过程,这样能够迅速发现产品设计和生产中存在的问题,通过优化设计,提高产品成品率同时改善结构薄弱环节以缩短开发周期、降低成本,主要研究内容如下:
然而,车轮结构的弯曲疲劳试验和冲击试验均为动态试验,因此,有必要对其建立动态有限元分析模型,从而更准确地得到车轮结构在试验条件下的响应情况。首先,对车轮结构进行了弯曲疲劳试验和冲击试验条件下的模态分析,分析了车轮结构的模态振型和特点;然后,对车轮结构进行了旋转弯矩动态分析,发现在弯曲疲劳试验中车轮结构中的应力是非对称循环应力。针对两种弯曲疲劳试验装置工作原理的不同,对车轮结构进行了离心力分析,通过分析表明两种试验装置的试验结果是一致的。
能的有限元分析-机械设计与制造2009,""(5)
利用三维建模软件ug和有限元分析软件Ansys建立某款轿车铝合金车轮的弯曲疲劳试验力学分析模型.结合铝合金的材料特性,通过Ansys的结构分析模块研究螺栓预紧力、旋转离心力和试验弯矩对车轮结构强度的影响以及车轮结构的应力应变分布规律,找出应力集中区域.通过与实际试验结果的比较,验证了有限元分析结果的准确性.
《2024年铝合金轮毂的有限元分析》范文
《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂是现代汽车工业中广泛应用的重要部件之一。
随着汽车行业的飞速发展，对于车辆轻量化、耐用性和安全性的要求也日益提升。
因此，铝合金轮毂以其优良的物理性能和经济性得到了广大制造商的青睐。
然而，在实际使用中，铝合金轮毂的设计和生产需要充分考虑其复杂的工作环境和各种潜在风险。
因此，采用有限元分析（FEA）对铝合金轮毂进行性能分析和优化显得尤为重要。
二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 材料属性定义在有限元分析中，首先需要定义铝合金轮毂的材料属性。
这包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等关键参数。
这些参数将直接影响模型的力学性能和应力分布。
2. 几何模型建立根据铝合金轮毂的实际几何形状和尺寸，建立精确的几何模型。
在建模过程中，应充分考虑轮毂的复杂结构和细节特征，以确保分析的准确性。
3. 网格划分将几何模型划分为适当的网格是有限元分析的关键步骤。
网格的划分应考虑到计算精度和计算效率的平衡，确保在关键区域有足够的网格密度。
三、铝合金轮毂的有限元分析1. 载荷和边界条件设置在有限元分析中，需要设置载荷和边界条件。
载荷包括车辆行驶过程中的惯性力、摩擦力等；边界条件则涉及到轮毂与轮胎的连接方式、约束等。
这些条件的设置将直接影响分析结果的准确性。
2. 应力分析通过有限元分析，可以获得铝合金轮毂在各种工况下的应力分布情况。
这包括静态应力、动态应力以及交变应力等。
分析结果将有助于评估轮毂的强度、刚度和耐久性。
3. 模态分析模态分析可以获取铝合金轮毂的振动特性，如各阶模态频率和振型。
这对于评估轮毂在复杂工作环境下的动态性能具有重要意义。
四、结果与讨论通过对铝合金轮毂的有限元分析，可以得到以下结论：1. 铝合金轮毂在各种工况下的应力分布情况，为优化设计提供依据；2. 模态分析结果有助于了解轮毂的动态性能，为降低振动和噪声提供参考；3. 通过对比不同设计方案的有限元分析结果，可以找到最优的设计方案，提高轮毂的性能和寿命；4. 有限元分析还可以用于评估铝合金轮毂在复杂工作环境中的潜在风险，为生产制造提供有力支持。
铝合金轮毂冲击试验瞬态有限元分析
ＤＵＮ Ｂｏｗｅｎ① ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ① ＨＡＮ Ｃａｎｇ① ＬＩＵ Ｗ ｅｉｐｅｎｇ② ＺＨＡＮＧ Ｓａｎｃｈｕａｎ③
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏ ｐａｒ ｔｓ；ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｆ ｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；１ ３。ｉｍｐａｃｔ
轮毂 作 为汽 车传 动机 构 的核 心 ，外接 轮胎 ．内配刹 车 ，直 接 承受 汽 车及路 面产生 的各 种 复杂 载荷 ，它 的强 度 将 对 汽车行 驶 的安 全性 和操 作 的稳 定性 产 生重 大 的 影 响 ，与人 们 的安 全 息 息 相 关 。 国 内外 标 准 均 规 定 轮 毂 在 研发 过 程 中必 须 要 经 过 三 项 基 本 可 靠 性 能 的 测 试 ，即径 向疲 劳试 验 、弯 曲疲 劳 试 验 和 冲 击试 验 ，以此 来 检验 车 轮 的 安 全 性 能 是 否 达 到 标 准 Ｅ卜 。１３。冲击 作为最主要 的冲击测试 方法 ．用来模拟车轮在运动过 程 中撞 击路 牙 或者 受到 侧 向 冲击 的情况 。依 据 国家标
＠ Ｚｈ￣ｉａｎｇ Ｗａｎｆｅｎｇ Ａｕｔｏ Ｗｈｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｃｈａｎｇ ３ １ ２５００，ＣＨＮ；
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉ—ＤＥＡＳ ａｎｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ／ Ｉ５ — · ＤＹＮＡ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｉｍｐａｃｔ ｂｌｏｃｋ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆ ｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｐｒｏｐｅｒ ｓｉｍｐｌｉｆ ｉｅｄ． ＬＳ—ＤＹＮＡ ｅｘｐｌｉｃｉｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ，ｔｈｕｓ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｐｏｉｎｔｓ ｍｉｇｈｔ Ｏｃｃｕｒ． Ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ ｗａｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ １ ３。ｉｍ— ｐａｃｔ ｔｅｓｔ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍ ｐｌｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｗｅｒｅ ｒａｔｉｏｎａｌ，ａｎｄ ｔｈａｔ ｗａｓ ｉｎ ｇｏｏｄ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｌｕｍ ｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ １ ３。 ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｗｈｅｅｌ ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ ａｔ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｓｔａｇｅ．
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点被广泛应用于汽车制造领域。
为了更全面地理解铝合金轮毂的力学性能及在实际使用过程中的安全性和耐久性，本文对铝合金轮毂的力学性能进行了研究，并结合有限元分析进行探讨。
二、铝合金轮毂的力学性能1. 弹性性能铝合金轮毂的弹性性能主要表现在其抵抗弹性变形的能力。
通过实验测试，我们可以得到铝合金轮毂的弹性模量、泊松比等参数，这些参数反映了轮毂在受到外力作用时的变形程度。
2. 强度与韧性铝合金轮毂的强度和韧性是衡量其抵抗破坏能力的重要指标。
通过拉伸试验和冲击试验，我们可以得到铝合金轮毂的屈服强度、抗拉强度以及冲击韧性等参数。
这些参数对于评估轮毂的安全性和耐久性具有重要意义。
3. 疲劳性能铝合金轮毂在使用过程中会受到周期性的应力作用，因此其疲劳性能是评价其使用寿命的重要指标。
通过疲劳试验，我们可以得到铝合金轮毂的疲劳极限和疲劳寿命等参数，从而为轮毂的设计和制造提供依据。
三、有限元分析有限元分析是一种有效的数值模拟方法，可以用于研究复杂结构在各种载荷作用下的应力、应变和位移等性能。
在铝合金轮毂的有限元分析中，我们主要关注以下几个方面：1. 模型建立与网格划分根据铝合金轮毂的实际结构，建立准确的几何模型。
然后对模型进行网格划分，将模型离散化为有限个单元。
网格的划分对于有限元分析的精度和计算效率具有重要影响。
2. 材料属性与边界条件设定将铝合金轮毂的力学性能参数（如弹性模量、屈服强度等）输入有限元软件，并设定边界条件（如约束、载荷等）。
这些参数和条件的设定将直接影响有限元分析的结果。
3. 载荷与应力分析在有限元分析中，我们需要对铝合金轮毂施加一定的载荷（如弯矩、扭矩等），然后通过求解得到轮毂的应力、应变和位移等性能参数。
这些参数可以用于评估轮毂的安全性和耐久性。
四、结论通过对铝合金轮毂的力学性能及有限元分析的研究，我们可以得到以下结论：1. 铝合金轮毂具有较好的弹性性能、强度和韧性以及疲劳性能，可以满足汽车使用的要求。
铝合金车轮的有限元强度分析及试验验证
铝合金车轮的有限元强度分析及试验验证汽车铝合金车轮在受到交变的循环载荷作用并在达到一定的循环次数时，零件的表面会产生裂纹，裂纹继续扩大会导致构件断裂。
为提高产品的安全可靠性，对车轮有限元强度进行分析是十分必要的。
车轮疲劳仿真分析一般分为两个步骤：首先是用ANSYS有限元分析计算出轮毂的弯曲和径向应力；然后,再用ANSYS疲劳分析直接读入这些动态应力的计算结果并进行疲劳分析。
工作中构件的复杂结构、复杂动载荷对有限元分析有着显著的影响，而ANSYS疲劳分析充分考虑了结构形状、载荷形式的影响及其相应的疲劳分析计算方法[1]。
1 铝合金车轮ANSYS有限元分析在使用ANSYS对车轮进行有限元分析时，需要前处理、计算和后处理三大步骤。
前处理是根据计算目的，将连续的实际结构简化为理想的数学模型，用离散化的网格单元代替，并最终形成计算数据文件，其中包括：（1）在ANSYS中导入车轮的Unigraphics实体模型。
（2）车轮有限元模型的建立。
（3）附加属性的确定，包括材料特性参数、边界条件或约束信息载荷等。
以上操作均在ANSYS前处理模块中完成，然后将进入ANSYS求解模块进行计算分析，形成结果文件。
在计算完成以后，继续使用ANSYS对计算结果进行后处理，形成应力图、应变图等，可以准确清晰的看到车轮的应力、应变分布情况，确定最大应力区域（即最危险区域）和最大变形区域[2]。
1.1 铝合金车轮材料特性输入铝合金车轮材料为A356，经过T6热处理。
因此在ANSYS中输入材料属性(Material Property)时，选择为各向同性(Isotropic)，并且是线弹性的(Linear Elastic)，需要输入的参数为：弹性模量E：7.1×1010 N/mm2；密度ρ：2.7×10-3 g/mm3；泊松比：0.33；1.2 弯曲疲劳分析（1）网格划分及边界条件：由于车轮是形状极不规则的实体，因此选用对边界拟合能力较强的Solid92 10 node单元对车轮进行有限元网格划分。
铝合金车轮弯曲疲劳实验失效分析
1铝合金车轮弯曲疲劳实验介绍汽车车轮的优劣直接影响着汽车整体性能，包括对行驶稳定性、安全性的影响，对驾驶操控性的影响，对乘客乘坐舒适性的影响，对汽车加速和制动性能的影响等。
车轮的优劣已经同汽车油耗一样，成为衡量整车质量和档次高低的重要指标之一。
根据国内和国际标准化组织的规定，车轮在出厂前必须通过冲击试验、径向疲劳试验和动态弯曲疲劳试验等实验方式对车轮性能进行试验。
其中动态弯曲疲劳实验通常也简称为弯曲疲劳实验，具体实验过程如下。
试样旋转同时承受一定的弯矩。
由力产生的弯矩恒定不变并且不转动或者车轮固定不动，而承受一个旋转的弯矩(见图1和图2)。
试样可在一处或两处固定轮毂进行悬臂试验，也可四点固定轮毂进行横梁试验。
直至试样失效或超出预定应力循环周期。
采用的国标为GB/T5334-2005，试验装置如图1。
按照车轮的实际安装情况，对螺母施加扭矩最低值的115%的载荷，螺母不加润滑剂将车轮固定于试验装置上，保持试验连接件和车轮配合面的清洁。
试验时为保持车轮上的螺栓和螺母配合的可靠性，可多次紧固。
加载系统需控制规定的载荷，误差在±2.5%范围内。
如果螺栓在试验过程中失效破坏，更换螺栓后仍可继续试验。
高速旋转下，此装置可能会因摩擦产生大量热量，对实验结果产生较大影响。
试验弯矩由公式M=（μR+d ）FS 确定。
其中M 、μ、R 、d 、F 、S 分别表示弯矩、轮胎与道路之间的磨擦系数、静负荷半径、车轮偏距、车轮最大额定载荷、强化试验系数。
失效判定依据：①达到规定的循环周期后车轮出现可见的疲劳裂纹；②车轮出现其他失效形式致使车轮无法完成其所需的循环周图2轮毂弯曲疲劳试验装置示意图铝合金车轮弯曲疲劳实验失效分析侯福月中信戴卡股份有限公司河北秦皇岛066004摘要:汽车车轮在汽车运行时同时受到弯矩和冲击等多种载荷，车轮弯曲疲劳试验是检测车轮的力学性能指标的一项重要实验。
本文针对铝合金车轮弯曲疲劳试验的实验原理和试验过程做了介绍，对于疲劳实验失效进行了具体的分析，根据试验后车轮尺寸的变化、断裂处断口形貌特征和对车轮进行渗透探伤结果的对比、判断和分析，进一步明确造成车轮疲劳失效的原因和影响因素等问题。
摩托车铝合金车轮的有限元分析
和约 束 的定 义 。 铝轮 产 品有 限元分 析主 要是 模 拟车轮 试验 ，试
飞 机 ，所 有的设 计制 造都 离不 开有 限元 分析 。 因此 许 多 国外 及部分 国 内摩托 车企业 对 有限 元分析 的推 进更 为热 衷 ，如 意大 利 比亚乔 、法 国标 致 、韩 国大
林 、 日本雅 马哈 、大 长江 、钱 江等 ，无论 它 们注 重 于车 轮外 观造 型的 绚丽 ，还是 注重 于节 省每 克原 材
３０ 摩 托车技术 ：｛ ＿ ¨ ｊ ｌ ｃ 、
铝 车轮有 限元分析 实施的 内容和技 术路线
针对 目前存在 的主要问题 ，需要展开 以下 工作 ：
ａ ）对 产 品载荷和 约束定 义不精 确 ，会直 接导 致
维普资讯
…
Ｄｅｉｎ・ ｅｅ ｒｈ 设计 ・ ｓ ｇ Ｒ ｓａｃ 研究
ｏ ｉ ｕ ｄｅ ｉ ｎ ｗｉｌｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｅ ｒ ｐｉ ｅ ｌ ｐ ｅ ｆｔ ｅ ｅ ｔｒ ｌ ｍｉ ｍ ｅ ｌｓ ｃ ｏ ，ｔ ｏ ｏ ｈ ｙ ｐｔ ｍ ｍ ｓｇ ｌ ｒ ｍ ｔ ｈ ａ ｄ ｄ ｖｅ ｏ ｍ ｎｔｏ ｈ ｎ ｉｅ ａ ｕ ｎｕ ｗｈ ｅ ｅ ｔ ｒ ｈ ｒ ｕｇ ｌ
１ 有 限 元分 析 应用 于 摩托 车 车 轮 的实 施方 案
在以 往 的有 限元分 析 中 ，必 须花 费大 量的 时 间 和精 力 经过几 何模 型简 化 、 网格 划 分 、载 荷和 约束 的定 义 、材料 定 义等步 骤来 建立 分析 模型 ，而 在铝 轮这 种模 型抽 象化 的过 程 中 ，最 难把 握 的就是 载荷
铝合金车轮双轴疲劳寿命有限元分析
铝合金铝合金车车轮双轴双轴疲劳疲劳疲劳寿命有限元寿命有限元寿命有限元分析分析分析胡金华1 张芳芳1朱志华2 李宝华2 郎玉玲2 阿拉腾2 李昌海2（1）燕山大学 河北 066004（2）中信戴卡轮毂制造股份有限公司 河北 066004摘 要：首先介绍了车轮双轴试验基本情况。
其次简要介绍了车轮双轴试验有限元建模及疲劳寿命分析的基本过程。
最后以860车轮为例，对铝合金车轮双轴疲劳试验进行了有限元疲劳寿命分析。
1 1 前言前言前言车轮是汽车的一个重要部件，它对汽车的行驶安全性、稳定性、平顺性和牵引性有重要的作用，对能源的消耗、轮胎的寿命和驾驶员的劳动强度都有较大的影响。
车轮的设计与开发需要较高的工程经验与分析水平。
新设计的轿车车轮必须通过一系列的台架试验才能批量生产。
目前轿车车轮台架试验主要包括弯曲疲劳试验、径向疲劳试验、冲击强度试验和双轴疲劳试验。
由于车轮工作在随机载荷之下，所以在其研制当中最关心的问题之一就是车轮的疲劳寿命，即保证车轮在使用寿命期间内不发生疲劳破坏。
早期的车轮疲劳试验包括弯曲疲劳试验和径向疲劳试验。
2000年，赵桂范等[1]给出了用改进的史密斯公式对车轮的疲劳寿命进行预测的计算方法。
2002年，崔胜民和杨占春[2]提出了用名义应力法和局部应力应变法对车轮的疲劳寿命进行预测。
王波和管迪华给出了对钢质车轮多轴疲劳寿命的预测方法。
1999年，张红桩[3]在本文作者的指导下，以三维设计软件UG 和有限元分析软件ANSYS 为工具，将车轮的设计与疲劳寿命预测结合起来，建立了车轮弯曲疲劳的CAE 平台，此平台能够较可靠地预测出轮辐破坏的车轮的弯曲疲劳寿命，但是由于没有考虑各元件间的接触关系及螺栓预紧力的影响，所以不能准确地计算出法兰盘及螺栓孔附近的应力分布情况，因而对法兰盘处破坏的车轮无能为力。
2000年，周荣等[4]针对钢制车轮的弯曲疲劳试验，建立了车轮弯曲疲劳试验的计算机仿真系统。
此系统是以有限元分析为基础的疲劳寿命估算系统，该系统由有限元分析程序、接口程序和疲劳寿命估算程序三部分组成，给出了以有限元分析结果与名义应力法和局部应力应变法相结合对钢制车轮弯曲疲劳寿命进行预测的方法。
《2024年铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》范文
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂是现代汽车中常用的重要零部件之一，具有轻质、高强度、抗腐蚀等特点，因此得到了广泛应用。
然而，轮毂作为承载和传递力量的重要构件，其力学性能及耐久性直接影响车辆行驶的稳定性和安全性。
本文将对铝合金轮毂的力学性能进行研究，并通过有限元分析的方法对轮毂进行建模、计算和分析，为轮毂的设计和制造提供理论依据。
二、铝合金轮毂的力学性能铝合金轮毂的力学性能主要包括其强度、刚度、韧性等。
这些性能指标直接关系到轮毂的承载能力、抗变形能力和抗冲击能力。
1. 强度铝合金轮毂的强度主要取决于其材料的化学成分、组织结构和加工工艺。
在足够的拉伸强度和屈服强度下，铝合金轮毂可以有效地承受车辆行驶过程中的各种力，保证车辆的稳定性和安全性。
2. 刚度刚度是描述物体抵抗变形能力的物理量。
铝合金轮毂的刚度越高，其抵抗变形的能力就越强。
在车辆行驶过程中，轮毂会受到来自地面的反作用力，如果刚度不足，就会导致轮毂变形，影响车辆的操控性和稳定性。
3. 韧性韧性是指材料在受到冲击或振动时，能够吸收能量并保持其完整性的能力。
铝合金轮毂的韧性对于抵抗因路面不平或碰撞等因素引起的冲击具有重要意义。
良好的韧性可以保证轮毂在受到冲击时不易破裂或断裂，保障行车安全。
三、铝合金轮毂的有限元分析有限元分析是一种有效的数值模拟方法，可以用于研究复杂结构的力学性能和变形行为。
本文将采用有限元分析的方法对铝合金轮毂进行建模、计算和分析。
1. 建模首先，根据铝合金轮毂的实际尺寸和结构，建立其三维模型。
在建模过程中，需要考虑到轮毂的几何形状、材料属性和边界条件等因素。
然后，对模型进行网格划分，将模型离散成有限个小的单元，以便进行后续的计算和分析。
2. 计算和分析在有限元分析软件中，根据铝合金轮毂的实际工作情况，设置相应的载荷和约束条件。
然后，通过求解器对模型进行计算和分析，得到轮毂在各种工况下的应力、应变、位移等力学性能参数。
铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析
铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析铝车轮是一种重要的汽车零部件，用来支撑汽车的质量，提高汽车的运行效率。
然而，铝车轮的安全性应该得到充分的考虑，因此进行冲击试验是非常必要的。
本文将介绍一个铝车轮失效案例及其有限元分析。
该车轮是一款高端豪华车型的装备，经过了各种试验与认证，具有很高的质量和安全标准。
但是，在正常使用过程中，该车轮发生了严重的失效。
据了解，该车轮在高速行驶过程中，发生撞击，导致了车轮倒塌和车辆失控。
事故造成了严重的伤亡和财产损失，而造成这一事故的罪魁祸首竟然是车轮的结构问题。
为了找出车轮失效的原因，对该车轮进行了冲击试验。
冲击试验结果表明，该车轮的表面硬度达到了标准要求，同时也符合耐腐蚀性和疲劳强度的测试要求。
然而，在冲击试验的最后一项测试中，车轮出现了变形和裂纹，导致了终止试验的发生。
这些结果引起了研究人员的高度关注，他们开始使用有限元分析方法来找出车轮失效的原因。
有限元分析的结果表明，该车轮的设计问题是导致其失效的主要原因之一。
铝车轮的内部设计应该考虑到其在实际使用中的负载情况，以及消除任何可能导致失效的弱点。
分析表明，这个车轮肋骨间距离过大，轮缘宽度不足，两者都对车轮的强度和刚度产生了负面影响。
此外，铝车轮过厚或过薄也有可能导致破裂或断裂。
针对这些问题，研究人员提出了改进车轮结构的建议，例如增加肋骨数量，加厚轮缘等。
还建议使用更高强度的铝合金材料，提高车轮在压缩、切割和弯曲等载荷下的抗弯刚度和承载能力。
总的来说，冲击试验和有限元分析是检测铝车轮失效的有效方式。
通过这些测试和分析能够找到车轮设计的弱点，及时改进设计方案，提高铝车轮的质量和可靠性。
此外，有限元分析还可以帮助管制机构及汽车制造商在车轮设计之前进行虚拟试验，并执行更多样化的测试，以便在车轮投入使用之前，快速定位问题，避免其引发安全隐患。
同时还可以对车轮的结构进行优化，确保其在承受正常负荷的情况下，能够稳定运行。
除了测试和分析，铝车轮在制造过程中的工艺控制也是确保车轮质量的关键。
《2024年铝合金轮毂的有限元分析》范文
《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀和良好的散热性能，已成为现代汽车制造中的重要部件。
为了提高铝合金轮毂的制造精度、安全性能和耐久性，有限元分析（FEA）技术被广泛应用于其设计和生产过程中。
本文将详细介绍铝合金轮毂的有限元分析方法及其应用。
二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 几何模型建立首先，根据铝合金轮毂的实际尺寸和结构，在CAD软件中建立其几何模型。
模型应包括轮毂的辐条、轮盘等关键部分。
2. 材料属性定义根据铝合金轮毂的材料特性，定义其弹性模量、密度、泊松比等材料属性。
同时，考虑材料的非线性特性，如塑性变形和应力松弛等。
3. 网格划分将几何模型导入有限元分析软件中，进行网格划分。
网格划分应遵循一定的规则，确保网格的密度和精度满足分析要求。
三、有限元分析方法及步骤1. 边界条件设定根据实际工况，设定铝合金轮毂的边界条件，如约束、载荷等。
同时，考虑轮毂在实际使用过程中的动态特性。
2. 静态分析对铝合金轮毂进行静态分析，计算其在不同工况下的应力、应变等参数。
通过分析结果，评估轮毂的强度和刚度是否满足设计要求。
3. 动态分析在静态分析的基础上，对铝合金轮毂进行动态分析。
通过模拟轮毂在实际使用过程中的振动、冲击等动态载荷，分析其动态特性和疲劳性能。
4. 结果后处理将有限元分析结果进行后处理，提取关键参数和指标。
通过绘制应力云图、变形云图等图形化结果，直观地展示铝合金轮毂的性能特点。
四、铝合金轮毂的优化设计1. 设计优化方向根据有限元分析结果，确定铝合金轮毂的优化方向。
如减轻轮毂重量、提高强度和刚度、改善散热性能等。
2. 优化方法采用多种优化方法，如拓扑优化、形状优化、尺寸优化等，对铝合金轮毂进行优化设计。
通过不断迭代和优化，提高轮毂的性能指标。
五、实例分析以某款铝合金轮毂为例，采用有限元分析方法对其进行分析和优化。
首先建立该款轮毂的有限元模型，设定边界条件和工况。
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀性以及良好的成形性能等优势，已经成为了现代汽车制造业的标配。
为了更全面地理解铝合金轮毂的力学性能和其在各种条件下的应力分布，有限元分析（FEA）已成为不可或缺的辅助手段。
本文旨在研究铝合金轮毂的力学性能及其在有限元分析中的应用。
二、铝合金轮毂的力学性能铝合金轮毂的力学性能主要体现在其抗拉强度、屈服强度、冲击韧性以及疲劳强度等方面。
这些性能的优劣直接决定了轮毂的安全性和使用寿命。
1. 抗拉强度和屈服强度：铝合金的抗拉强度和屈服强度是衡量其抵抗外力破坏能力的关键指标。
铝合金轮毂通常需要具备较高的抗拉和屈服强度，以保证在高速行驶和复杂路况下不会发生断裂或变形。
2. 冲击韧性：冲击韧性是指材料在受到冲击载荷时吸收能量并保持其完整性的能力。
铝合金轮毂需要具备良好的冲击韧性，以应对突发情况如碰撞等。
3. 疲劳强度：由于轮毂需要长期承受车辆重力和路面反作用力等循环载荷，因此其疲劳强度也是一项重要的力学性能指标。
优质的铝合金轮毂应具备较高的疲劳强度，以延长其使用寿命。
三、有限元分析在铝合金轮毂中的应用有限元分析（FEA）是一种通过数值计算方法对实际物理系统进行模拟的技术。
在铝合金轮毂的设计和优化过程中，有限元分析具有重要的应用价值。
1. 模型建立：首先，根据铝合金轮毂的实际尺寸和结构，建立精确的有限元模型。
模型中需要考虑轮毂的材料属性、边界条件以及载荷情况等因素。
2. 材料属性定义：在有限元模型中，需要定义铝合金的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度、抗拉强度、屈服强度等。
这些属性将直接影响有限元分析的结果。
3. 载荷和边界条件设置：根据实际工作情况，设置轮毂所受的载荷和边界条件。
如车辆重力、路面反作用力、轮胎与轮毂之间的摩擦力等。
4. 求解和分析：通过求解有限元方程，得到轮毂在各种工况下的应力、应变、位移等结果。
《2024年铝合金轮毂的有限元分析》范文
《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、良好的抗腐蚀性等优点，在汽车行业中得到了广泛的应用。
然而，轮毂作为汽车的重要部分，其结构和性能对汽车的行驶稳定性和安全性具有重要影响。
因此，对铝合金轮毂的结构进行准确的分析和优化显得尤为重要。
本文通过有限元分析方法，对铝合金轮毂的结构性能进行了深入的研究。
二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 模型简化与假设在进行有限元分析前，需要对铝合金轮毂的实体模型进行简化。
简化过程中，我们假设轮毂的材料是均匀且各向同性的，忽略微小的不规则形状和细节。
同时，我们忽略了轮毂制造过程中的工艺影响，如铸造缺陷、热处理不均等。
2. 网格划分在有限元分析中，网格的划分对分析结果的准确性具有重要影响。
我们采用高精度的四面体网格对铝合金轮毂进行划分，确保在关键部位如轮辐、轮缘等处的网格足够细密。
3. 材料属性定义铝合金轮毂的材料属性包括密度、弹性模量、泊松比、屈服强度等。
这些参数的准确设定对分析结果的准确性具有重要影响。
我们通过实验测定和文献查阅，获取了准确的材料属性。
三、有限元分析过程1. 边界条件设定在有限元分析中，边界条件的设定是关键的一步。
我们根据实际情况，设定了轮毂的约束条件和载荷条件。
如，轮毂与轴承的接触部位设定为固定约束，而轮毂所受的力则通过力载荷或压力载荷的方式进行施加。
2. 应力与应变分析通过有限元分析软件，我们对铝合金轮毂进行了应力与应变分析。
在各种工况下，如制动、加速、转弯等，对轮毂的应力与应变进行了详细的计算和分析。
通过分析结果，我们可以清楚地看到轮毂的最大应力和应变位置，为优化设计提供依据。
四、结果与分析1. 应力与应变分布情况通过对铝合金轮毂的有限元分析，我们得到了其应力与应变的分布情况。
结果显示，轮毂在制动等工况下，应力主要集中在轮辐和轮缘的交界处，而应变则主要发生在轮缘部位。
这为我们提供了优化设计的方向。
《2024年铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》范文
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，在汽车制造领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨铝合金轮毂的力学性能及其有限元分析，以进一步理解其在实际使用中的应力分布和承载能力。
二、铝合金轮毂的力学性能1. 轻量化与高强度铝合金轮毂相较于传统的铸铁轮毂，具有明显的轻量化特点。
同时，铝合金的强度也得到了显著提高，使得其能承受较大的外部应力，保证了车辆的行驶安全。
2. 良好的抗腐蚀性铝合金具有较好的抗腐蚀性，不易受潮和锈蚀。
在复杂多变的道路环境下，这能有效保护轮毂免受腐蚀，延长其使用寿命。
三、铝合金轮毂的有限元分析有限元分析是一种有效的工程分析方法，通过将复杂的结构离散为有限个简单单元，求解各单元的应力、应变等物理量，从而得到整个结构的力学性能。
对于铝合金轮毂的有限元分析，主要步骤如下：1. 模型建立首先，根据铝合金轮毂的实际尺寸和结构，建立精确的三维模型。
模型应包括轮毂的辐条、轮盘等主要部分，以及可能的细节特征。
2. 材料属性定义在模型中定义铝合金的材料属性，包括密度、弹性模量、屈服强度等。
这些属性将直接影响有限元分析的结果。
3. 网格划分将模型离散为有限个单元，即网格划分。
网格的密度和类型将影响分析的精度和计算量。
对于铝合金轮毂，应采用适当的网格划分方法，以保证分析的准确性。
4. 加载与约束根据实际使用情况，对模型施加必要的加载和约束。
例如，考虑轮毂在行驶过程中所受的径向力、横向力以及制动力等。
同时，对模型施加适当的约束，以保证其在分析过程中的稳定性。
5. 求解与分析通过有限元软件进行求解，得到铝合金轮毂在各种工况下的应力、应变等物理量。
对结果进行分析，了解其在实际使用中的应力分布和承载能力。
四、结论通过对铝合金轮毂的力学性能及有限元分析，我们可以得出以下结论：1. 铝合金轮毂具有轻量化、高强度、抗腐蚀等优点，能有效提高汽车的行驶安全和舒适性。
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂以其轻量化、高强度和良好的抗腐蚀性等特点，在现代汽车工业中得到了广泛应用。
了解铝合金轮毂的力学性能和通过有限元分析（FEA）进行结构优化，对于提升汽车性能、保障行车安全具有重要意义。
本文将探讨铝合金轮毂的力学性能及其有限元分析方法。
二、铝合金轮毂的力学性能1. 轻量化与高强度铝合金轮毂的主要优点之一是其轻量化与高强度。
铝合金材料具有较低的密度，能够有效降低汽车整车的重量，从而提高燃油经济性。
同时，其高强度保证了轮毂在承受重载和冲击时能够保持结构的完整性。
2. 抗腐蚀性铝合金具有良好的抗腐蚀性，能够抵抗潮湿、盐雾等恶劣环境的侵蚀，延长了轮毂的使用寿命。
此外，铝合金轮毂的表面处理技术如喷涂、电镀等也能进一步提高其抗腐蚀性能。
三、铝合金轮毂的有限元分析有限元分析是一种有效的工程分析方法，可以用于研究铝合金轮毂的力学性能和结构优化。
通过建立轮毂的三维模型，并利用有限元软件进行网格划分、材料属性定义、边界条件设定等步骤，可以对轮毂进行详细的力学分析。
1. 网格划分与材料属性定义在有限元分析中，首先需要对轮毂进行网格划分，将轮毂划分为若干个小的有限元单元。
然后根据铝合金的材料属性，如弹性模量、泊松比、屈服强度等，为每个单元赋予相应的材料属性。
2. 边界条件设定与加载在有限元分析中，需要设定边界条件，如约束、载荷等。
约束条件通常根据轮毂在实际使用中的固定方式来设定。
载荷则包括轮毂承受的重力、离心力、风阻等。
通过施加这些边界条件，可以模拟轮毂在实际使用中的受力情况。
3. 力学性能分析通过对轮毂进行有限元分析，可以得到其在各种工况下的应力、应变、位移等力学性能参数。
这些参数可以帮助我们了解轮毂的承载能力、刚度、抗疲劳性能等，为结构优化提供依据。
四、结构优化与改进通过有限元分析得到的力学性能参数，可以对铝合金轮毂的结构进行优化和改进。
例如，可以通过调整轮毂的厚度、形状、加强筋的位置和数量等，来提高其承载能力和抗疲劳性能。
《铝合金轮毂的有限元分析》范文
《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀、良好的导热性等优点，得到了广泛应用。
为了更好地理解铝合金轮毂的力学性能和优化其设计，有限元分析（FEA）成为了一种重要的研究手段。
本文将通过有限元分析方法，对铝合金轮毂的力学性能进行深入研究。
二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 模型简化与假设在建立铝合金轮毂的有限元模型时，我们首先需要对实际轮毂进行适当的简化。
我们假设轮毂材料为均匀、各向同性的铝合金，忽略其微观结构和不均匀性。
此外，我们还假设轮毂在制造过程中没有产生任何缺陷。
2. 材料属性定义在有限元分析中，材料属性是至关重要的。
我们通过实验测定铝合金的弹性模量、泊松比、屈服强度等力学性能参数，并将其输入到有限元软件中。
3. 网格划分网格划分是建立有限元模型的关键步骤。
我们采用合适的网格尺寸和类型，对铝合金轮毂进行网格划分。
在关键区域，如轮毂的应力集中区域，我们采用更细的网格以获得更精确的结果。
三、铝合金轮毂的边界条件与载荷在有限元分析中，边界条件和载荷是影响分析结果的重要因素。
我们根据实际工况，设定轮毂的边界条件为固定支撑，并在轮毂上施加相应的载荷，如车辆行驶过程中的径向力、侧向力等。
四、有限元分析结果1. 应力与应变分析通过有限元分析，我们可以得到铝合金轮毂的应力与应变分布情况。
在轮毂的边缘和辐条连接处，由于应力集中现象，这些区域的应力值较高。
通过分析这些区域的应力分布，我们可以了解轮毂的承载能力和潜在的危险区域。
2. 模态分析模态分析可以了解铝合金轮毂的振动特性。
通过有限元分析，我们可以得到轮毂的前几阶模态频率和振型。
这些信息对于轮毂的动态设计和优化具有重要意义。
3. 疲劳分析铝合金轮毂在使用过程中会受到循环载荷的作用，因此疲劳性能是评估其性能的重要指标。
通过有限元分析，我们可以得到轮毂的疲劳寿命和潜在的疲劳损伤区域，为轮毂的优化设计提供依据。
五、结论与展望通过有限元分析，我们深入研究了铝合金轮毂的力学性能和优化设计。
铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析_陆斌
陆斌（南京华舜轮毂有限公司）摘要本文以一款６Ｊ×１５铝车轮为例，分别从时效过程和结构优化两方面对其１３°冲击试验的失效机理进行了研究，结合车轮实际的材料特性、热处理工艺和测试结果建立了以破坏应变为判定准则的有限元分析模型，并对其工艺和设计中的改进措施作了验证。
关键词：车轮冲击试验有限元铝车轮冲击试验失效案例及其有限元分析车轮是汽车上重要的安全件，汽车行驶过程中路边飞石对车轮的冲击，可能造成轮辐与轮辋脱离，或者轮胎短时内泄气，因此对于汽车铝车轮的耐冲击研究是一个重要课题。
常采用有限元分析的方法，通过建立非线形力学模型来求解冲击碰撞问题，如文献［１］利用非线性有限单元理论及成熟的商用非线形有限元软件ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ进行车轮耐冲击性的数值模拟和仿真，克服了以往采用静载荷乘以动载荷系数的方法加载于模型的局限性［２］，但整个过程却没有考虑车轮实际生产中的材料差异和工艺过程，所以在用来解决现场实际问题时，往往会产生很大的偏差。
另外，对于分析结果采用的判定准则是应力数值的大小，而冲击过程中塑性应变的变化，才能更准确地反映车轮各部位产生变形的真实情况。
在铝车轮的性能试验中，冲击试验的失效率通常较高，原因是铝车轮的耐冲击性不仅与产品的造型结构有关，同时车轮所选材料的性能和热处理工艺过程对其性能的影响也不容忽视。
一方面，铝合金材料在加热后压铸到车轮模具时，可能会造成分布不均匀，在铸造过程中从工艺要求考虑，常会添加一些变质剂、打渣剂等，这些都会导致车轮各部位的强度不同或是应变不同；另一方面，铝车轮所采用的Ａ３５６合金材料，其热处理工艺，按产品使用性能要求分为强化时效Ｔ６（淬火＋完全时效）和软化时效Ｔ５（淬火＋不完全时效）两类，当要求产品获得较高强度，而塑性指标要求不是很高时，可选用强化时效，如果要求产品具有较高塑性，而强度要求不是很高时，则选用软化时效［３］。
所以对车轮进行耐冲击研究时，其机械性能指标必须依据从经不同热处理工艺后的车轮本体取样进行测试，再将实际的试验结果提供给有限元软件进行数值分析，并通过各部位破坏应变的数值来指导车轮的设计优化和工艺改进，本文就一款６Ｊ×１５铝车轮，从热处理的时效过程和结构优化两方面对其１３°冲击试验的失效机理进行了研究，结合车轮实际的材料特性、热处理工艺和测试结果建立了以破坏应变为判定准则的有限元分析模型，并对其工艺和设计中的改进措施作了验证。
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技 术纵横
２ ７
铝 车轮冲 击试验 失效案例及其有限元分析
陆 斌
（ 南京华 舜 轮毂有 限公 司 ）
摘 要
本 文 以一款 ６ ×１ 车轮 为例 ，分 别从 时效过 程 和结 构优 化 两方 面对 其 １ 。 冲 击 ｊ ５铝 ３
度 不 同或 是应 变不 同 ；另一 方 面 ，铝 车轮所 采 用 的
行驶时受侧面 冲击时的情形 ， 验设备 （ 图 １ 试 见 ） 是 个 可 以将 冲击 载 荷 施 加 到装 有 轮 胎 车轮 的 轮辋
一
轮 缘上 的装 置 。为 了使 垂直 下落 的 冲头 能与轮 辋 的
最 高 点 接 触 ，按 车轮 轴 线 与 冲头 垂 直 下 落 方 向成
击研究 是 一个重 要课 题 。 常采 用 有 限元 分 析 的方法 ， 通过 建立 非 线 形力 学 模 型 来求 解 冲击 碰撞 问题 ， 如
文献 【 用 非线 性 有 限 单元 理 论 及 成熟 的商 用 非 线 － １ 利
结 果 提供 给 有 限元 软 件进 行 数值 分 析 ， 通 过 各部 并 位 破 坏 应 变 的数 值 来 指 导 车轮 的设 计 优 化 和 工 艺
要
求
＿＿—
—
冲锤质量 冲击高度 使用轮胎 充 气 压ｇ ５ ｋ ２ ０ ｍｍ ３ ±２ ２５５Ｒｌ Ｏ ，５ ６ ２ ｏ Ｐ ０ｋａ ｌ０ ｍ ｌＮ・ ２ 件
１３ 试验 结果 ．
Ｊ
＼
ｎ
按 上 述试 验要 求 ， 分别对 两 件铝 车 轮实施 冲击
车轮 是汽 车上 重要 的安 全件 ，汽 车行 驶过 程 中 路边 飞石 对车 轮的 冲击 ， 可能 造成 轮辐 与轮 辋脱 离 ， 或者 轮胎 短时 内泄气 ，因此 对于 汽车 铝车 轮 的耐 冲
Ｔ （ 火 ＋不 完 全 时 效） 类 ， ５淬 两 当要 求 产 品 获得 较 高 强 度 ， 塑 性 指 标 要 求 不 是很 高 时 ， 而 可选 用 强 化 时
后 的结果 如 图 ３一图 ４ ：
＼ 画 ／ 建
图 １ Ｓ Ｅｄ ７ Ａ ｌ ５侧 向冲 击 试验 装 置
冲头置 于轮胎 上方 ，其带 有 圆角 的 冲击 面 刃缘 应与 轮辋轮缘 重叠 ２ ５±ｌ ｍ。冲头 的下落 高度应 在 ｍ 轮辋 轮缘 的最 高点上 方 ２０±２ ｍ。 ３ ｍ 试验 的失效 准则 是 ：出现下列 情况 之一 即判定 为损坏 （ 的变形 或 与冲 头相接 触 的轮辋 断 面 的 车轮
机 理 进 行 了研 究 ， 合 车 轮 实 际 的 材 料 特性 、 处 结 热 理 工 艺 和测 试 结 果 建 立 了 以破 坏 应 变 为判 定 准 则 的有 限元 分 析模 型 ， 对 其 工艺 和 设计 中 的改 进措 并 施 作 了验证
更 准确 地反 映车 轮各 部位 产生 变形 的 真实情 况 。
在 铝 车轮 的性 能 试验 中 ，冲击 试验 的失效 率通
１ 冲 击试 验
１１ 试 验装 置 ．
常较高 ，原 因是 铝车 轮 的耐 冲击性 不仅 与产 品的造
型结构 有关 ，同时车 轮所选 材 料 的性 能和热 处 理 丁
冲击试 验 Ｓ ＥＪ ｆｌ道路 车辆 一 车轮一 冲击 Ａ ｌ５４《 ７
程 ， 以在 用来解 决 现场 实际 问题 时 ， 往会 产 生很 所 往 大 的偏 差 。 另外 ， 于分 析结 果采 用 的判定 准则 是应 对 力 数值 的大 小 ， 而冲击 过程 中塑性应 变 的变 化 ， 能 才
过 程 和 结 构优 化两 方 面对 其 １。 冲击 试 验 的 失效 ３
试 验规 程 》 的初 版 和修 订版 开 发 了模 拟车 轮在 车辆
艺 过程对 其性 能 的影 响也不 容 忽视 。 方 面 ， 合金 一 铝 材 料在加 热后 压铸 到 车轮模 具 时 ，可能 会造 成 分 布 不 均匀 ， 在铸 造过 程 中从工 艺要 求考 虑 ， 常会 添 加一
些 变质剂 、 渣剂 等 ， 些都 会 导致 车轮 各部 位 的强 打 这
试 验 的失 效机 理进 行 了研 究 ， 结合 车轮 实 际的 材料 特 性 、 处理 工 艺和 测 试 结果 建 立 了 热
以破 坏 应 变为判 定 准则 的有 限元 分析模 型 ， 对其 工 艺和 设计 中的改进 措施 作 了验证 。 并
关键 词 ： 车轮 冲击试 验 有 限元
引 言
形 状 的 车轮 做 冲击 试 验 ， 整个 车 轮 支架 的位 置 应 可
２ ８ 以调节 。
技 术纵 横
轻型 汽车技 术
２ １ （ ／ 总 ２ ５２ ６ ０ ０ １２） ４ ／４
最 终确定 的 冲击试验条 件见表 １ ：
表 １ 车 轮 冲 击试 验 参 数
Ａ
１月 丌Ｌ
项
目
１ ｏ士 １ 角 的方式 安装 车 轮 。 冲头 的 冲击 面 长不 ３ ｏ
Ａ ５ 合 金材料 ， ３６ 其热处理工艺 ， 按产品使用性 能要 求 分 为 强化 时效 Ｔ 淬 火 ＋完 全 时 效 １ 软 化 时效 ６（ 和
小 于 ３５ ７ｍｍ， 宽不 小 于 １５ ２ｍｍ。为适 应 各种 规 格 和
改 进 ， 文就 一 款 ６ ×１ 车轮 ， 本 Ｊ ５铝 从热 处 理 的 时效
形有 限元 软件 Ａ Ｓ ＳＬ — Ｙ Ａ进行 车轮 耐 冲击性 Ｎ Ｙ ／Ｓ Ｄ Ｎ 的数值 模拟 和仿 真 ，克服 了以往采 用静 载荷 乘 以动 载荷 系数 的方法 加 载于模 型 的局 限性［ 但 整个 过 程 ２ １ ， 却 没有 考 虑 车 轮 实 际生 产 中 的 材 料 差 异 和 工 艺 过
效 ， 果 要求 产 品 具 有 较 高 塑 性 ， 如 而强 度 要 求 不 是 很 高 时 ， 选用 软化 时效 【 则 ３ １ 以对 车轮进 行耐 冲击 。所 研究时 ， 其机 械 性 能指 标 必 须依 据 从经 不 同热 处理 工 艺 后 的车 轮 本体 取 样进 行 测试 ， 再将 实 际 的试 验