轻量化轮毂的应力和位移分布研究

多年来，轻量化的轮毂设计引起了人们的关注。轻量化是汽车工程设计研究的主要关注点。轻量化的相关部件之一是车轮。由于其目前的需求，它显然是汽车上的关键组件。车轮承载车辆的负载并将加速，制动和转弯力传递给道路。

轻合金材料已被用作各种类型车辆的轮圈材料。该研究的主要目标是通过使用先进的钢材获得轻量化的轮毂设计。由于其功能，车轮是人类安全车辆的关键部件。因此，在汽车工程中，轮毂设计的验证非常重要。在这项研究中，有限元分析方法被用来验证先进的钢结构设计。另外，有限元建模技术也被用来获得时间效率的结果。先进轮毂设计的应力和变形分布与钢和铝合金轮圈设计进行了比较。考虑通胀压力，车辆重量和速度的影响。图1为先进钢轮毂的3D模型。

有限元分析表明，由于较低的壁厚，高级钢制轮毂设计出现最高的变形。先进的钢制轮毂设计的壁厚减小以获得更轻的轮毂。当比较轮毂设计的重量时，可以看到铝轮毂最轻。然而，铝合金轮毂设计出现最大的变形。先进的钢制轮毂设计应力值在钢制和铝制轮辋设计之间（Figure 2.）。这项研究中，使用了钢、铝合金和超高强度钢。根据ANSYS Workbench软件程序设置铝合金材料和钢的默认机械性能。在这项研究中，研究了先进钢轮毂设计的应力和变形分布，并用铝合金和钢进行了先进钢轮毂设计的比较。在整个研究过程中得出以下结论：

图1 先进钢轮毂的3D图

Figure 2.Von-Mises stress&deformation distribution of steel

1.最轻的轮毂设计是用最高变形的铝合金获得的；

2.使用先进的钢材可显著减轻重量。