基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计（全套设计含CAD图纸）

基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计（全套设计含CAD图纸）

轻量化是世界汽车工业发展的主要趋势，轻质材料铝及其合金等的使用是一种有效的途径。目前，大部分汽车车轮已使用铝及其合金做作为材料，利用现代设计方法，在此基础上进一步实现车轮的轻量化则是本文的研究所在。
在研究了CAD软件Pro /E以及有限元分析软件ANSYS的功能及其主要特点后，着重进行了了应用ANSYS对铝合金车轮进行结构强度分析的具体过程。
首先使用Pro/E软件，按照轮辋的国家标准，建构车轮的实体模型;然后把模型导入ANSYS，按2005年中国汽车行业标准中的汽车轻合金车轮的性能要求和实验方法所规定的疲劳实验要求施加荷载;然后进行强度分析和模态分析，分析结果表明，车轮的最大应力远小于铝合金的许用应力，车轮的固有频率满足要求，存在进一步改进的可能和必要。最后，改进车轮模型，改进结果表明，车轮的重量有了显著的减少。
利用CAE分析技术有助于提高汽车车轮的设计水平、缩短设计周期、减少开发成本。该方法具有普遍性，适用于指导任何其言型号车轮的设计和分析。

目录

摘要I
Abstract II
第1章绪论1
1.1课题研究的目的意义1
1.2铝合金车轮行业现状及发展趋势1
1.2.1铝合金车轮的发展及其现状1
1.2.2铝合金车轮的发展趋势3
1.3国内外研究方法4
1.4主要研究内容5
第2章车轮三维模型的建立6
2.1 Pro/E软件基础6
2.2车轮Pro/E模型的建立7
2.2.1车轮构造、种类及装配7
2.2.2车轮三维模型建立过程9
2.3本章小结15
第3章车轮强度静态分析16
3.1 ANSYS软件基础16
3.2 Pro/E与ANSYS的接口创建17
3.3车轮几何模型的简化18
3.4 A356的材料特性18
3.5边界条件的处理18
3.6载荷的处理19
3.7车轮弯曲疲劳试验有限元模型21
3.8静力分析结果及数据分析25
3.9本章小结29
第4章车轮的模态分析30
4.1模态分析定义30
4.2模态分析的步骤30
4.3结果分析31
4.3.1不考虑速度影响的自由振动计算结果31
4.3.2不考虑速度影响的约束振动计算结果35
4.4本章小结40
第5章车轮结构的改进41
5.1车轮结构改进41
5.2车轮改进后的前后对比41
5.3本章小结54
结论55
参考文献56
致谢57
附录A ANSYS分析程序58
附A1车轮受离心力作用ANSYS分析程序58
附A2车轮受弯矩作用ANSYS分析程序58
附A3车轮受螺栓预紧力作用ANSYS分析程序59
附A4改进前模型自由振动模态分析程序66
附A5改进前模型约束振动模态分析程序70
附A6改进后模型自由振动模态分析程序74
附A7改进后模型约束振动模态分析程序78