汽车轮毂模态分析资料
汽车轮毂的结构与模具设计-开题报告
汽车轮毂的结构与模具设计-开题报告毕业设计（论文）开题报告学生姓名：指导教师姓名：题目名称：系部：汽车与XXX专业、班级：职称：实验师从事专业：汽车服务是否外聘：□是■XXX题目：轮毂结构与模具设计一、选题的目的、依据和意义1、研究现状作为汽车最重要的安全部件，轮毂承受着汽车和载物质量的压力，同时还要承受汽车在启动、制动时的扭矩作用，以及在行驶过程中的不规则交变受力。
轮毂的产品质量和可靠性不仅关系到车辆和车上人员、物资的安全性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能。
因此，轮毂的尺寸和形状精度高、动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好、质量轻、美观、材料可回收等要求十分严格。
1.1国内研究现状为了节能降耗，减少废气排放，提高驾乘舒适度和车辆动力学性能，现代汽车正在向轻量化方向发展。
从结构材料的角度出发，实现车辆轻量化的主要手段是采用具有高比性能的轻质材料替代传统材料。
目前广泛应用于汽车轮毂的材料主要是铝合金和镁合金。
随着我国公路设施的迅猛发展，铝合金轮毂开始在全国范围内得到推广，并且发展迅速。
2002年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45%。
伴随着中国汽车工业的快速发展，我国铝合金轮毂行业出现强劲增长势头。
经过十几年的艰苦努力，年生产能力已超过了6500万件，成为了世界铝合金轮毂生产大国。
与世界先进水平相比，国内企业在铝合金轮毂的设计开发和制造技术方面尚存在较大的差距。
总体的生产技术和装备水平、产品的设计水平、产品的技术含量和质量水平还有待进一步的提高。
镁合金是一种轻质、低成本、高比性能、比强度和比刚度的金属结构材料。
它具有突出的阻尼减振性能等特点，因此被广泛应用于汽车和摩托车结构，特别是高速运动构件。
使用镁合金可以降低车辆的自重和燃油消耗，减少车辆的振动和噪声，提高车辆的加减速动力学特性，同时也能达到节能环保的目的，显著改善车辆的驾乘舒适度。
XXX是国内最早将镁合金应用于汽车的公司之一，目前已经在桑塔纳轿车的镁合金变速器外壳上应用了2000吨以上的镁合金。
车轮轮毂 catia建模 ansys分析
目录第1章用CATIA建立CATIA 建立轮毂模型 (1)1.1汽车轮惘规格系列 (2)1.2轮毂建模 (4)第2章模型导入ANSYS10.0 (10)2.1轮毂零件模型*.model导入导入ANSYS10.0 (10)2.2导入模型生成实体 (11)第3章ANSYS模态分析 (12)3.1参数设定 (12)3.2网格划分 (12)3.3模态分析及图形显示 (13)3.4模态分析数据及总结 (25)参考文献 (29)第一章用CATIA建立轮毂模型1.1汽车轮惘规格系列1.范围本标准规定了汽车车轮与轮胎相配合部分的轮辆轮廓术语、标记、负荷、50深槽轮惘(50DC),15“深槽轮辆(150DC),50半深槽轮惘(50SDC),50斜底轮辆(50FB),本标准适用于汽车所使用的轮辆规格系列。
2.轮辆轮廓术语图1-1 轮辋轮廓A —轮辆标定宽度;B —轮缘宽度; C—轮缘半径位置尺寸; D —轮辆标定直径; F1，F2—轮辋上气门嘴孔位置尺寸; G - 轮缘高度; H - 槽底深度; DR,DF—胎圈座突峰直径; L - 槽底宽度; M —槽的位置尺寸; P—胎圈座宽度; R1—轮缘接合半径; R2—轮缘半径; R3—胎圈座圆角半径; R4—槽顶圆角半径; R5- 槽底圆角半径; R6—轮缘端部圆角半径; R7—槽侧半径; V —气门嘴孔或槽的尺寸; α—槽底角度; β—胎圈座角度。
注1:凡标注二的尺寸与轮胎在轮惘上的装、拆有关，是轮辆槽底的最小尺寸，M表示槽底位置的极限尺寸注2:槽顶圆角半径R 和槽底角度a是轮胎在轮惘上装、拆的重要参数。
注3:安装面，即轮胎从这一面装人轮辆或从这一面拆下轮胎.对于多件式轮辆，安装面是可拆卸轮缘的一面。
3.标记轮辋规格名称采用“轮惘名义直径X/一轮辋名义宽度轮辋轮廓代号”，也可采用“轮辋名义宽度轮辋轮廓代号X/一轮辆名义直径”表示。
4．负荷施加在轮辋/车轮上的负荷和气压，不应超过轮辋/车轮制造厂推荐的最大值。
汽车轮毂模态分析
汽车轮毂模态分析汽车轮毂模态分析是指对汽车轮毂进行模态建模和分析，通过分析车轮毂的固有频率和振型，可以了解车轮毂的结构特性和振动特性，为轮毂的设计和优化提供参考依据。
汽车轮毂是连接车轮和车身的关键组件，它承受着车辆的整个重量和转动力矩，因此必须具备较高的强度和刚度。
同时，汽车在行驶过程中，车轮与地面之间会产生较大的冲击和振动，为了保证车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性，轮毂还需要具备合适的振动特性。
汽车轮毂的模态分析可以通过有限元方法进行。
首先，将轮毂的几何形状和材料信息输入有限元软件，建立起轮毂的有限元模型。
然后，通过求解有限元模型的特征值问题，得到轮毂的固有频率和振型。
固有频率是指在某一特定激励下，轮毂自身振动的频率。
它取决于轮毂的几何形状、材料性质和边界条件等因素。
固有频率越高，说明轮毂的刚度越大，抗振能力越强。
在实际应用中，为提高车辆的行驶稳定性，轮毂的固有频率通常应大于车轮经常发生的振动频率。
振型是指轮毂在振动过程中的形变模式，通过分析轮毂的振型，可以了解轮毂不同位置的应力分布情况。
根据振型的分布，可以判断出哪些位置的应力集中，从而指导轮毂的优化设计。
比如，在设计轮边形状时，可以通过模态分析找到一个合适的轮边形状，使得轮边上的应力能够得到更好的分散。
轮毂模态分析的结果通常会得到一系列特征值和特征向量，其中特征值对应轮毂的固有频率，特征向量对应轮毂的振型。
特征向量包含了每个节点的位移信息和形变信息，它们是轮毂振动的关键特征。
有了轮毂的模态分析结果，可以进一步进行结构优化。
比如，通过调整轮毂的材料或改变其几何形状，可以提高轮毂的固有频率，从而提高车辆的行驶稳定性。
同时，可以根据振型的分析结果，局部增加材料或改变结构形式，以减小轮毂上的应力集中程度，从而提高轮毂的寿命和可靠性。
总之，汽车轮毂模态分析是汽车设计和优化中的重要环节，通过分析轮毂的固有频率和振型，可以了解轮毂的结构特性和振动特性。
这为轮毂的优化设计提供了理论基础和指导。
某suv轮辋模态刚度分析与测试验证
10.16638/ki.1671-7988.2020.05.033某SUV轮辋模态刚度分析与测试验证袁丁1，刘波2，邓磊2（1.恒大新能源汽车科技有限公司，广东广州511458；2.江铃汽车股份有限公司，江西南昌330052）摘要：针对某车型18inch轮辋进行有限元仿真建模，并分别分析了轮辋的自由模态、频率响应函数。
通过两点法的频响函数，可以求得轮辋的横向刚度。
结合实际实验测试，结果表明，轮辋模态和横向刚度的仿真结果与试验结果吻合度较高，误差在5%以内，证明了仿真方法的可行性和正确性；通过该方法，对于轮辋的前期产品设计及改进优化提供参考。
关键词：有限元；频率响应函数；横向刚度中图分类号：U461.4 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2020)05-110-03Modal Stiffness Analysis of a SUV Wheel rim and Test VerificationYuan Ding1, Liu Bo2, Deng Lei2( 1.Evergrande New Energy Automobile Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 511458;2.Jiangling Motors Co., Ltd., Jiangxi Nanchang 330052）Abstract: Finite element modeling was carried out for a 18inch rim, and the free mode and frequency response functions of the rim were analyzed respectively. By using the frequency response function of two-point method, can get the lateral stiffness of the rim. Combined with the actual experimental test, the results show that the simulation results of the rim mode and lateral stiffness are in good agreement with the experimental results, and the error gap is within 5%, which proves the feasibility and correctness of the simulation method. Through this method, it can provide reference and guidelines for the design and optimization of rim products in the early stage.Keywords: Finite Element Analysis; Frequency Response Functions; Lateral StiffnessCLC NO.: U461.4 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2020)05-110-031 引言汽车工业作为国民经济发展中支柱产业之一，已经越来越占着举足轻重的地位。
考虑非线性大变形的轮胎模态分析_方园
文章编号:1006-1355(2007)02-0019-03考虑非线性大变形的轮胎模态分析方 园,吴光强(同济大学汽车学院,上海201804)摘 要:轮胎的动态特性是影响包括操纵稳定性、行驶平顺性在内的车辆整体性能的重要指标之一。
建立了考虑轮胎的实际边界条件、复杂材料特性的有限元模型,进行了考虑非线性大变形的模态分析。
同时分析了影响模态频率的各个因素,主要包括轮胎胎压、轮胎侧壁材料和轮胎胎体质量。
关键词:振动与波;模态分析;有限元分析中图分类号:O 322 文献标识码:AN onli near M odal Analysis of T ire Based on Fi nite E le m entM ethodFANG Yuan,WU Guang-q iang(Tong jiUniversity ,Schoo l o fAuto m ob ile ,Shangha,i 201804,Ch i n a)Abst ract :Dyna m ic property o fT ire is one of the m ostm ean i n g ful i n dex to evaluate t h e veh icle per -fo r m ance ,i n cluding hand leab ility and rideability .A tire m odel consi d eri n g the actual opera ti n g cond-iti o ns ,co m p lex m ater i a ls is ac h ieved in this paper and non linear m odal analysis on th is m ode l is per -fo r m ed .M o reover ,the study of pattern para m eters reveal that tire i n flati o n pressure ,Young s 'm odu l u s o f tire m ateria,l and tire m ass have great effects on tire s 'm ode .K ey w ords :v i b rati o n and w ave ;m odal analysis ;fi n ite ele m ent m ethod收稿日期:2006-07-19作者简介:方园(1980-),女,江西省南昌市人,同济大学汽车学院在读硕士。
轮胎模态分析试验研究
V ol 39No.1Feb.2019噪声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第39卷第1期2019年2月文章编号：1006-1355(2019)01-0099-04轮胎模态分析试验研究宫少琦，王晖，朱健，郭风晨，施长宏(华晨汽车工程研究院，沈阳110141）摘要：为了优化轮胎模态试验方法，得到精确的轮胎模态参数，开展对比试验研究，经过大量模态试验数据的对比，结合LMS Test Lab ，研究模态试验3要素的选用原则，即测点布置、边界约束和激励形式的选取方式。
试验结果表明：(1)对轮胎单一胎面进行模态测量，存在模态遗漏现象，且轴向与径向阵型易混淆，因此须进行轮胎3胎面(内胎面、正胎面、外台面)布点测量；(2)胎面整周少于36个测点时，轮胎高阶次花瓣阵型难以清晰呈现，因此须于3个胎面等角度间隔平行布置36×3个测点；(3)轮胎处于整车安装离地状态受激励时，支撑位移量微小，优于软绳约束状态；(4)激振器激励信号相干系数达到1，优于力锤锤击信号，并且使试验进行更加便捷与高效。
根据以上结果提出一种新的轮胎模态测试方法，并应用此方法得到准确的轮胎模态参数，研究结果可为轮胎噪声与振动控制提供依据。
关键词：振动与波；轮胎；模态分析；固有频率中图分类号：O422.6文献标志码：ADOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.019The Experimental Study on Tire Modal AnalysisGONG Shaoqi ,WANG Hui ,ZHU Jian ,GUO Fengchen ,SHI Changhong(Brilliance Auto R &D Center,Shenyang 110141,China )Abstract :In order to optimize the tire modal test method and obtain the precise parameters of the tire modal,comparative test and analysis are performed.Through the mutual comparison of large amount of experimental data of the modal test by adopting LMS Test Lab,the selection principle of measurement point layout,boundary constraint condition and incentive form is studied.The results show that (1)Single surface measurement may easily lead to modal parameters lose and modal shape confusion,therefore,the measurement point layouts in three tire surfaces (the inner,front and outer surfaces)are necessary;(2)The high order modal shape is not clear with less than 36measurement points around one tire circle only,so each tire surface must be arranged by equally spaced 36measurement points,and there are totally 36×3measurement points;(3)The tire should be installed on the vehicle and free from the ground,the support displacement in this state is very small,this is better than soft rope constraint;(4)The signal coherence coefficient of the exciter reaches 1.It is better than hammering signal and makes the experiment more convenient and efficient.This study presents a new method for tire modal testing,and using this method can obtain the precise parameters.The results provide a fundamental basis for the noise and vibration control of tires.Keywords :vibration and wave;tire;modal analysis;natural frequency轮胎赋予了汽车“脚”的功能，是汽车的重要零部件，它主要承受车载重量和路面激励，因此轮胎的振动特性直接影响车辆驾乘舒适性能。
汽车轮胎的建模与力学分析专题文档资料集锦(一)
三维非线性有限元分析模型。针对185/70R14C半钢子午线轮胎使用的各种橡胶
材料的拉伸测试结果,选用Yeoh模型来表征橡胶材料,并在MARC大型通用有限元 分析软件中对材料参数进行拟合;
用钢丝帘线等效拉伸应力-应变曲线确定帘线的材料模型和参数。根据轮胎的 建模过程,首先模拟了轮胎与轮辋接触的装配过程,然后分析了充气过程,据此 预测了轮胎充气后的构形,得到了充气断面宽B’和充气断面直径D’,并与测
案例概览：
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更多案例：
1.滚动状态下轮胎漏气过程的有限元模拟.pdf 在考虑轮胎与轮辋及地面接触的情况下,借助ABAQUS有限元分析软件,建立了 轮胎的平面轴对称模型和三维有限元分析模型。首先,利用平面模型分析了轮 胎与轮辋的装配过程和充气过程;然后,利用轴对称到三维的分析方法,分析了
轮胎在垂直载荷作用下的接地问题和在低速滚动下轮胎的漏气过程。给出了
布,在速度为80km/h时，分析了不同摩擦系数下自由滚动半径、接触应力的变
化。在自由滚动分析的基础上，建立了模拟轮胎侧偏的模型，研究了轮胎的
侧偏特性，通过改变侧偏角得到了不同侧偏角下轮胎的最低断面的变形情况
、接地印痕分布以及侧向力、回正力矩与侧偏角的关系。根据轮胎的有限元
分析模型，研究了不同充气压力下的子午线轮胎硬度系数，验证了轮胎硬度
▶F1赛事中的轮胎
1.解读F1赛车专用轮胎
2.大话F1赛车轮胎不起眼却起至关重要作用
3.改装轮胎，先从认识开始
案例：基于 rebar 单元的载重子午线轮胎模型建立及验证 方案亮点： 采用 ABAQUS有限元商业软件并基于rebar单元建立12100R20载重子午线 轮胎的有限元模型。对比轮胎载荷 -下沉量仿真模拟和试验结果, 确定该建 模方法的可行性。
车轮模态及频响分析和试验检测方法研究
车轮模态及频响分析和试验检测方法研究作者：李雪貂廖放心胡飞来源：《汽车科技》2019年第04期摘; 要：车轮是汽车重要的零部件之一，尤其是在高速行驶状态下，车轮的振动特性决定着车轮行驶和制动时的振动和噪声性能，对汽车的操作稳定性、行驶的安全性、乘坐的舒适性有较大的影响。
本文主要研究乘用车钢制车轮模态及频响分析和试验检测方法，以ABAQUS 有限元分析软件为平台，建立车轮模型进行模态和频响仿真分析，然后通过OROS公司的激振、振动测量与分析系统进行车轮的模态试验，通过对比分析与试验数据，确定分析精度。
为主机厂提供模态分析报告，协助其提高整车NVH性能。
关键词：模态;固有频率;频响中图分类号：U436.34; ; 文献标识码：A; ; 文章编号：1005-2550（2019）04-0076-06Abstract： The wheel is one of the important parts of the car， especially in the high-speed driving state， the vibration characteristics of the wheel determine the vibration and noise performance of the wheel when driving and braking， the stability of the operation of the car， the safety of driving， the ride Comfort has a big impact. This paper mainly studies the modal and frequency response analysis and test detection methods of steel wheels for passenger cars. The ABAQUS finite element analysis software is used as a platform to establish the wheel model for modal and frequency response simulation analysis， and then through OROS's excitation and vibration. The measurement and analysis system performs the modal test of the wheel， and the analysis accuracy is determined by comparing the analysis with the test data. Provide modal analysis reports to the OEM to help improve NVH performance.隨着人们生活水平的不断提高，人们对汽车综合性能的要求也日益提高。
小型客车车轮模态分析
助（20165BCB18012）；江西省高等学校科技落地 计划项目资助（KJLD13035） 作者简介 ：黄志超（1971-），男 ，江西省抚州市人 ，博士生导 师，主要研究方向为振动与噪声控制、板料连接。 E-mail: hzcosu@
特点，可以大大地缩短研究的周期；而实验法因为其 准确度高的优点 ，在整个研究中也是不可或缺的。 关于车轮的动态特性的研究 ，目前主要有王强等对 弹性车轮的有限元计算与实验模态相关性进行了研 究[5]；童水光等对集成铸造缺陷的铝合金车轮进行疲 劳寿命方面分析[6]；也有从汽车车轮轮辋与其他部件 的装配对车轮的影响进行研究[7]。
第3期
小型客车车轮模态分析
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是用来支承轮胎的部件 ，轮辐则是联接车轴和轮辋 的中间部件 ，用来固定车轮和车轴。本文以小型客 车钢制车轮为研究对象，钢制车轮使用得比较普遍， 并且具有质优价廉的优点。该车轮轮辐的材料是 SPFH590，厚度均为 3.0 mm；轮辋材料为 B420CL， 厚度均为 2.0 mm。车轮的具体结构如图 1 所示，轮 辐和轮毂的材料属性如表 1 所示。
Keywords : vibration and wave; wheel; modal analysis; minibus; finite element method
汽车在行驶的过程中，会受到各种形式的激励， 影响汽车的舒适性[1]。在汽车行驶中，汽车车轮承受 来自路面不同幅值、不同频率的激励，又因为车轮与 车轴进行连接 ，所以车轮也承受着来自动力系统传 递到车轮的各种激励。车轮在各种不同激励的作用 下，车轮将产生不同形态的变形或损坏，所以对车轮 进行自由模态方面的研究是改善车辆驾乘舒适性的 一个重要方面。汽车车轮动态特性研究可以通过有 限元法和实验法进行[2–4]，有限元法具有高效便捷的
轮毂模拟分析报告模板
轮毂模拟分析报告模板一、引言轮毂模拟分析是对车辆轮毂的性能和设计进行评估的一种方法。
通过计算机辅助设计软件，可以对轮毂的结构、强度、刚度以及动力学性能进行模拟和分析。
本报告旨在对轮毂模拟分析的结果进行总结和评述，以提供轮毂设计改进的方向和建议。
二、轮毂结构模拟分析结果1. 结构强度分析：通过有限元分析方法，模拟轮毂在不同载荷条件下的应力和变形情况。
结果显示，在设计载荷范围内，轮毂结构具有足够的强度和刚度，不存在严重的应力集中和变形问题。
2. 质量分析：通过轮毂模拟分析，可以对轮毂的质量进行预测和评估。
分析结果显示，轮毂的质量分布均匀，能够满足车辆的性能和安全要求。
3. 动力学性能分析：通过模拟分析轮毂的滚动、扭转等运动情况，可以评估轮毂对整车动力学性能的影响。
分析结果显示，轮毂具有良好的运动稳定性和响应性，不会对整车的操控性和驾驶感受产生负面影响。
三、轮毂设计改进建议1. 结构优化：根据轮毂模拟分析结果，可以进一步优化轮毂的结构，减少材料使用量。
例如，通过局部加强结构，可以提高轮毂的强度，并同时减轻轮毂的重量。
2. 材料选择：根据模拟分析结果，选择合适的材料可以进一步提高轮毂的性能。
例如，选择高强度材料可以提高轮毂的强度和刚度，同时能够减轻整个车辆的重量。
3. 表面处理：轮毂在使用过程中会受到腐蚀和磨损的影响，因此可以考虑对轮毂表面进行特殊处理，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
四、结论通过轮毂模拟分析，可以对轮毂的结构、性能和设计进行准确评估。
本报告总结了轮毂模拟分析的结果，并提出了轮毂设计改进的建议。
这些建议将有助于提高轮毂的强度、刚度和整车的动力学性能，从而提升整个车辆的性能和安全性。
车用合金轮毂模型的模态及疲劳寿命仿真研究
模具技术2019.No.61文章编号；1001-4934(2019)06-0001-05车用合金轮毂模型的模态及疲劳寿命仿真研究伊雪飞，石磊(辽宁装备制造职业技术学院机械工程学院，辽宁沈阳110161)摘要：根据重型汽车的载荷特征，以11R20型号轮胎和轮毂相关标准进行了轮毂结构设计,最终选择采用二件式平底轮毂，五孔式轮辐。
同时建立了钢制和铝合金轮毂的参数化模型，对结构的模态和疲劳寿命进行对比分析。
研究结果表明：两种材料固有频率均远大于实际转速下频率，不会发生刚性运动和共振现象，不同材料对轮毂的固有频率并不会造成较大影响；钢制轮毂最大应力为111.190MPa,铝合金轮毂最大应力为83.146MPa,均在材料屈服强度以下，两种轮毂的通风孔位置产生应力集中，而铝合金轮毂的变形量远小于钢制轮毂材料，同等荷载作用下的铝合金轮毂综合受力性能较好。
关键词：汽车轮毂；疲劳寿命；合金材料；模态分析中图分类号：TP391.7文献标识码：ASimulation study on modal and fatigue life of alloy vehicle hub modelYI Xue-fei,SHI LeiAbstract:According to the load characteristics of heavy trucks,the hub structure was designed based on the relevant standards of11R20tire and hub,and the two-piece flat bottom hub with five-hole spoke were finally selected.At the same time,the parametric models of steel and aluminum alloy hubs were established,and the modal and fatigue life of the structure were compared and analyzed.The results showed that the natural frequency of the two materials was much higher than that at the actual speed,and there would be no rigid motion and resonance.Different materials would not have a great influence on the natural frequency of the hub.The maximum stress of the steel hub was111.190MPa and the maximum stress of the aluminum alloy hub was83.146MPa,which were all below the yield strength.There was stress concentration in ventilation holes of two kinds of hubs,while the deformation of aluminumalloy hubs was much smaller.The comprehensive mechanical properties of aluminuma l oyhubsunderthesameloadwerebe t er.Key words:automobile hub；fatigue life；alloy material；modal analysis收稿日期：2019-06-18作者简介：伊雪飞（1977—），女，讲师02Die and Mould Technology No.62019o引言轮毂作为汽车重要的零部件，在实际行驶过程中承受着各种载荷和高温作用，因此轮毂的性能直接决定了车辆的安全性和舒适性［13\随着目前汽车轻量化的发展方向，通过进行结构的尺寸优化来减少原材料的使用［36］以及采用新型的铝合金、镁合金材料成为重要的技术手段Z。
车轮模态及频响分析和试验检测方法研究
车轮模态及频响分析和试验检测方法研究李雪貂;廖放心;胡飞【摘要】车轮是汽车重要的零部件之一,尤其是在高速行驶状态下,车轮的振动特性决定着车轮行驶和制动时的振动和噪声性能,对汽车的操作稳定性、行驶的安全性、乘坐的舒适性有较大的影响.本文主要研究乘用车钢制车轮模态及频响分析和试验检测方法,以ABAQUS有限元分析软件为平台,建立车轮模型进行模态和频响仿真分析,然后通过OROS公司的激振、振动测量与分析系统进行车轮的模态试验,通过对比分析与试验数据,确定分析精度.为主机厂提供模态分析报告,协助其提高整车NVH性能.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】6页(P76-81)【关键词】模态;固有频率;频响【作者】李雪貂;廖放心;胡飞【作者单位】东风汽车零部件(集团)有限公司,十堰442002;东风汽车车轮有限公司,十堰442000;东风汽车车轮有限公司,十堰442000【正文语种】中文【中图分类】U436.34随着人们生活水平的不断提高，人们对汽车综合性能的要求也日益提高。
其中减轻振动强度，降低噪声，是提高乘车舒适性的重要内容之一，并且有越来越重视的趋势。
而模态分析和试验是其中最重要的技术之一，通过模态分析和试验，得到产品结构的模态参数，可以为结构设计部门提供结构动态基本参数，进行结构系统的振动特性分析、结构动力特性优化设计和修改。
正是由于模态分析和试验技术巨大的工程实用价值，使其成为振动理论解决工程问题最重要、应用最广泛的技术手段[4][5] 而车轮是汽车重要的零部件之一，一方面要避免其固有频率与其他系统共振引起的失效和乘车舒适性差的问题，另一方面尤其是在高速行驶状态下，来自路面的激励会引起车轮结构的强迫振动，从市场反馈来看，车轮的失效模式基本都是疲劳损坏。
由于疲劳损坏主要是载荷的累积效应而产生的，所以，即使来自路面的激励不大，但当波动的次数累积到某一个固定值，也会造成材料的永久变形和疲劳裂纹，继而导致永久失效。
轮毂的catia建模及ansys模态分析
目录1.绪论 (2)1.1CATIA软件介绍 (2)1.2ANSYS软件介绍 (2)1.3本次课程设计的主要内容及目的 (3)2.轮毂的建模 (3)2.1汽车轮毂规格系列 (3)2.2轮毂建模 (6)3. 从CATIA导入ANSYS ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1将轮毂*.CATP ART格式零件模型导入ANSYS12.0 .................................................. 错误!未定义书签。
3.2将导入模型生成实体................................................................................................... 错误!未定义书签。
4. ANSYS模态分析................................................................................................................ 错误!未定义书签。
4.1参数设定 (12)4.2网格划分....................................................................................................................... 错误!未定义书签。
4.2模态分析及图形显示................................................................................................... 错误!未定义书签。
小排量轿车车轮结构的有限元模态分析学士学位论文
提供全套毕业论文，各专业都有摘要本课题的研究内容是“小排量轿车车轮结构的有限元模态分析”。
其主要内容是: (1)车轮的设计与建模；(2)车轮的有限元分析。
首先介绍车轮的基本知识和设计技术要求，根据技术要求，同时参考其它相似小排量轿车车轮，设计出四款新车轮，然后通过CATIA软件完成实体模型的几何建模工作。
借助CATIA的仿真分析模块对所设计的四款车轮进行有限元分析，包括静强度分析和模态分析，仿真计算出各个车轮的等效应力分布、固有频率和振型，对结果进行分析比较。
分析结果表明：经有限元分析得到的结论基本与实际情况相符合，且设计方案一和设计方案二的轮辐结构较为合理，轮辐结构的受力均匀且远小于所用材料的许用应力，符合设计的要求。
本论文的研究工作可以为铝合金车轮的研制和开发提供一定的参考。
关键词:铝合金车轮，强度分析，有限元分析，模态分析，CATIAS mall Displacement Passenger Vehicle Wheel Structural ModalFinite Element AnalysisABSTRACTThe subject is to discuss “Small displacement passenger vehicle wheel structural modal finite element analysis”. The major content is (1) design and modeling (2) finite element of the wheel.First, introduce the basic knowledge and technology requirement of the wheel, according to the technology requirement. At the same time refer to other small displacement vehicle wheel, then design four new wheel, through CATIA software to accomplish the modeling.Use CATIA to analysis the model and analysis the four wheel, include strength analysis、modal analysis, to calculator every wheel’s stress distribution、natural frequency、vibration patterns, compare with the result, with the fitness of the basic performance, choose the structure to design a more reasonable wheel design project.The analysis result indicated that, The conclusion obtains which after the finite element analysis basically tallies with the actual situation, also design proposal one and design proposal four spokes structures more reasonable, the spoke structure stress is even also far is smaller than uses the material the allowable stress, conforms to the design requirementThis subject research work can use as a refer for the research and development for the Al wheel.Key Words:aluminum alloy wheels，intension analysis，finite analysis，frequency analysis，CATIA小排量轿车车轮结构的有限元模态分析王剑0621032550 引言车轮是汽车的重要部件，汽车与地面之间的所有互相作用力和力矩（例如驱动力、制动力、侧向力、垂直力、回正力矩等）都通过车轮传递，所以车轮对汽车的多种性能有重要影响，特别是安全性和可靠性。
基于ANSYS的汽车轮毂的强度分析和轻量化分析
基于ANSYS的汽车轮毂的强度分析和轻量化分析1. 概论轮毂是汽车轮胎内用于支撑轮胎和固定轮胎内缘的圆柱形金属部件，与轮胎一起受到汽车载荷的作用。
汽车在运动过程中，车轮与地面接触的相互作用力，以及使汽车运动的力矩都是通过轮毂来实现的。
因此轮毂的强度大小是汽车稳定、可靠运行的重要因素，需要借助有限元软件对轮毂进行强度和刚度分析。
同时在研究轮毂轻量化设计时，也需要考虑到轮毂的刚度，适当地降低轮毂的变形量，以确保其轮辋圆度，确保汽车行驶的稳定性和可靠性，提高其安全系数。
本文针对某工厂生产的钢制轮毂进行研究，利用ANSYS 软件对其进行强度分析和结构优化设计，最终实现轻量化设计。
本文分析软件采用ansys Workbench，优化部分采用Workbench中自带的优化模块DesignExploration。
自ANSYS 7.0开始，ANSYS公司推出了ANSYS经典版（Mechanical APDL）和ANSYS Workbench版两个版本，并且目前均已开发至18版本。
Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。
ANSYS公司长期以来为用户提供成熟的CAE产品，现在决定把自己的CAE产品拆散形成组件。
公司不只提供整合的、成熟的软件，而且提供软件的组件（API）。
用户可以根据本企业产品研发流程将这些拆散的技术重新组合，并集成为具有自主知识产权的技术，形成既能够充分满足自身的分析需求，又充分融入产品研发流程的仿真体系。
Workbench则是专门为重新组合这些组件而设计的专用平台。
它提供了一个加载和管理API的基本框架。
在此框架中，各组件（API）通过Jscript、VBscript和HTML脚本语言组织，并编制适合自己的使用界面（GUI）。
另外，第三方CAE技术和用户具有自主知识产权的技术也可以像ANSYS的技术一样编制成API溶入这个程序中。
2. 有限元模型建立首先在ansys workbench的前处理软件中导入已经建好的轮毂几何模型，在前处理软件中除去了部分细小倒角和孔特征，不影响整体的有限元分析。
基于ANSYS的汽车轮毂模态分析
技术创新 57基于ANSYS 的汽车轮毂模态分析◊三明医学科技职业学院吴文群 翁振斌轮毂是车辆承载的重要安全部件，由轮辎和轮辐两个部分组成。
行驶过程中，汽车轮毂路面不同幅值、不同频率的激励而受到不同类型的作用力，高速旋转的轮毂直接影 响车辆的平稳性、和操纵性。
以某品牌家用小轿车铝合金材质轮毂为研究对象，利用UG 软进行三维建模，然后利用ANSYS 软件对三维模型进行网格划分和模态分析，获得六阶振动频率，将获得的振幅频率与发动机转速振动频率和路面激励频率进行对比，从而验 证结构的合理性。
轮毂是车辆承载的重要安全部件。
行驶过程中，汽车轮毂承受来自路面不同幅值、不同频率的激励除受垂直力外，还受 因车辆起动、制动时扭矩的作用，转弯、冲击等来自多方向的不规则受力。
高速旋转的轮毂直接影响车辆的平稳性、和操纵 性％随着国民家用轿车保有量的逐年猛增，人们对汽车的安全性和美观度需求也是不断的提高，因而，对家用汽车轮毂要求 尺寸精度高、不平衡度小、质量轻、高耐疲劳性、足够的刚度和弹性并且大方美观。
如何实现轮毂的高要求是一个技术人员 长期研究的过程，利用ANSYS 软件对汽轮毂毂运动过程进行模态分析，对比轮毂在自由状态下的固有频率和模态振型，对防 止轮毂由于振动造成变形或损坏等现象和优化轮毂参数具有重 要的工程应用价值。
1建立几何模型轮毂是在轮胎以及车轴间承受载荷的部件，一般情况下， 由轮網和轮辐两个部分组成％本文以某品牌家用小轿车铝合金材质轮毂为研究对象，轮網和轮辐的厚度分别为2 mm 和3 nrn,都属于薄壁构件。
铝合金材质轮毂重量较轻，惯性阻力小，制 作精度高，在高速转动时的变形小，惯性阻力小，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗。
同时合金材质的导热性能又是钢的三倍左右，散热性好，对于车辆的制动系，轮胎和制动系统的热衰减都能起到一定的作 用葺该轮毂轮辐的材料是A356,具体参数见表1。
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程度上可以明显改善车轮的空
气动力学特性，从而降低一部
分汽车油耗。
辐板式轮毂结构
ABAQUS进行模态分析的具体步骤
• 1.部件 • 2.截面 • 3.装配 • 4.分析步 • 5.相互作用 • 6.载荷 • 7.网格 • 8.作业（求解） • 9.可视化（后处理）
III. 研究各部件模态频率与发动机阶次激励中的重合点， 防止在重合点出振动噪声放大。
IV. 研究各部件模态频率与路面激振频率的重合，防止 路面激振带来的振动噪声和平顺性问题。
V. 研究人体敏感频率和车身、座椅等系统的频率重合， 增加驾驶员和乘客的舒适度感觉。
汽车结构动态设计
在建立了汽车整车振动模型后，汽车结构的动态 设计成为了可能，其步骤是： 1. 建立汽车整车的振动模型 2. 计算汽车在各种工况下的振动响应 3. 提出改进目标函数，确定应该修改的部件 4. 结构参数修改量的计算 5. 以原整车模型为基础，利用摄动法或者其他
按轮辐分：有辐板式和辐条式两类。
辐条式：
车轮有可分为钢丝辐条式车轮（A）和铸造辐条式车轮（B），A轮辋的 结构和自行车车轮相同，不过由于价格昂贵，且维修安装不方便，故实 际使用并不多；B轮辋是用螺栓和特殊形状的衬块固定在辐条上，它多用 于重型货车上。
钢丝辐条式车轮（A）
铸造辐条式车轮（B）
辐板式：
• 铝合金材质轮毂重量较轻，惯性阻力小，制作精度高，在高速 转动时的变形小，惯性阻力小，有利于提高汽车的直线行驶性 能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗。合金材质的导热性 能又是钢的三倍左右，散热性好，对于车辆的制动系，轮胎和 制动系统的热衰减都能起到一定的作用。
• 镁合金材质轮毂重量比铝合金还要轻，惯性阻力更小，制作精 度更高，近年来在豪华车型有所应用，不过成本比较高，价格 较贵。
目前，普通轿车和轻、中型货车普遍采用辐板式车轮，这种车轮如图 所示，由挡圈、轮辋、辐板和气门嘴伸出口组成。车轮中用以连接轮毂 和轮辋的钢质圆盘称为辐板，大多是冲压制成的，少数是和轮毂铸成一 体，后者主要用于重型汽车。辐板式轮辋是目前应用最为
广泛的轮毂形式，它的寸精度高、某种
解决NVH问题的方法
1.对振动源和噪声源的控制
改善产生振动和噪声的零部件的结构，改善其振动特性，避 免产生共振；改进旋转原件的平衡；提高零部件的加工精度 和装配质量，减小相对原件之间的冲击与摩擦；改善车身结 构，提高刚度等。
2.对振动和噪声的传递途径控制
采用阻尼元器件减小振动，比如悬架中的扭振减振器，减振 弹簧等；分析改进元件结构，提高密封性能；采用各种隔音 材料的应用，研究隔音结构，提高汽车内部的隔音性能。
方法导出经过修改过的汽车整车振动模型
模态分析在汽车工程的作用
模态分析的最终目标是识别出整车系统以及子系统的模态参 数，为结构的系统振动特性分析、振动故障诊断和预报以及 结构动力特性的优化设计提供依据。
模态分析的应用可以归结为以下几个方面： ① 评价现有结构系统的动态特性 ② 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计 ③ 诊断及预报结构系统的故障 ④ 控制结构的辐射噪声 ⑤ 识别系统的载荷
NVH特性的研究方法
1.多体系统动力学法 主要应用于底盘悬架系统、转向传动系统低频范围的建模 与分析。 2.有限元法 一方面，可用于研究车身结构振动；另一方面，可用于对 车室内部空腔噪声分析。 3.统计能量分析法 将系统分解为多个子系统，研究他们之间的能量流动和模 态响应的统计特性。适用于结构、声学等系统的动力学分 析。 4.边界元法 研究车体振动和车室内部空腔噪声的声固耦合系统。
基于ABAQUS汽车轮毂模态分析
一.研究汽车模态的意义 二.模态分析与汽车NVH问题
1. NVH概念 2. NVH解决的问题 3. NVH特性研究方法 三. 轮毂实例分析
一.研究汽车模态的意义
I. 使整车中各部件模态分离，防止各部件之间共振引 起的振动噪声问题。
II. 是整车中各部件与发动机的怠速频率分离，防止整 车中部件在怠速时因发动机激振而共振。
二.模态分析与汽车NVH问题
• NVH概念 NVH是英文noise（噪声）、vibration（振动）、harshness（声振粗糙度）的 缩写。NVH反映的是乘员感受到的噪声、振动以及相关的动态不舒适性。
声振粗糙度描述的是噪声和振动使人不 舒适的感觉，因此有人称之为不平顺性。 总之，它是人体对振动和噪声的主观感 受，与振动和噪声的瞬态性质有关，不 能直接用客观测量方法来度量。
• 轮辐是连接轮辋与中心孔的部分，起到重要承载作用。它 的强度决定了轮毂整体强度。
轮毂的分类
按车轮材质：可分为钢制、铝合金、镁合金等车轮
• 钢制轮毂最主要的优点就是制造工艺简单，成本相对较低，而 且抗金属疲劳的能力很强，也就是我们俗称的便宜又结实。但 钢质轮毂的缺点也相对比较突出就是外观不够美观，重量较大 惯性阻力大，散热性也比较差，而且非常容易生锈。
三.轮毂分析实例
为什么进行轮毂模态分析？
轮毂是汽车的重要部件，由于它不但要承受整车的 重量，通过转动的轮胎还要承受水平方向的作用力 和由路面传来的冲击力等交变载荷，制动力也会作 用在轮毂上，如此复杂的工作条件使得对轮毂的要 求越来越高。它直接影响汽车的整体行驶稳定性、 安全性、可靠性、平顺性、牵引性及外观形象，对 汽车整体能源消耗，轮胎的寿命都有较大的影响。
NVH问题概述
1.噪声问题
主要包括发动机噪声、进排气噪声、轮胎噪声、传动 系齿轮啮合噪声、车内板振动噪声，制动噪声等。
2.振动问题
主要包括乘客感觉到的方向盘、底盘和座椅的抖动， 发动机运动件的不平衡旋转和往复运动、曲轴的变动 气体负荷、传动轴万向节变动力矩引起的振动等。
3.声振粗糙度问题
降低乘客感受到的汽车非平稳运动、颠簸、冲击和刺 耳的异常噪声等引起的不舒适问题。
轮毂的基本结构
轮毂通常由 轮辋和轮辐 两部分组成
轮辋 轮辐 螺栓孔 中心孔
• 轮辋是汽车轮毂上与轮胎直接接触的部分，起到支撑轮胎 的作用。在轮辋的两侧突起部分有胎圈座和轮缘组成，胎 圈座与轮胎的胎圈直接接触的部分起到支持轮胎半径方向 力的作用；轮缘起到保持并支撑轮胎方向的作用。此外， 轮辋上还有放置轮胎气门嘴的气门孔。