基于ANSYS Workbench的汽车铝合金车轮强度分析

论文摘要

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目的。本文从介绍有限元及疲劳分析的基本思想着手,具体说明了有限元分析软件ANSYS Workbench以及CAD软件UG NX4.0的功能及其主要特点。着重介绍了应用ANSYS Workbench对铝合金车轮进行结构强度分析、疲劳分析的具体过程。设计过程使用UG NX 4.0软件,按照汽车车轮的国家标准,建构车轮的实体模型;然后把模型导入ANSYS Workbench,按1997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载荷;然后进行强度分析,并对车轮的弯曲疲劳寿命进行可靠预测。研究结果表明,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。该方法在今后车轮设计领域中应用很普遍,可为任何型号车轮的设计和分析提供指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• §1-1 课题的工程背景
• §1-2 关于铸造件疲劳寿命的国内外相关文献综述
• §1-3 课题来源、意义及主要研究内容
• 1-3-1 课题来源、意义
• 1-3-2 主要研究内容
• 第二章 有限元及计算机辅助设计的理论基础
• §2-1 有限元法及其在汽车设计中的应用
• 计算机辅助工程分析能完成的工作
• 2-1-1 有限元法发展概况
• 2-1-2 有限元法的基本思想
• 2-1-3 有限元法的分析过程
• 2-1-4 有限元分析的特点及流程
• 2-1-5 有限元在工程技术与汽车中的应用
• 2-1-6 优化设计
• 2-1-7 计算机仿真
• §2-2 疲劳分析以及金属疲劳破坏的原因
• 2-2-1 疲劳
• 2-2-2 疲劳的一般分析
• 2-2-3 疲劳可靠性二维统计Miner 准则
• 2-2-4 基于S-N 曲线疲劳分析
• 2-2-5 本文材料的属性和S-N 曲线
• 2-2-6 金属疲劳破坏机理
• 2-2-7 车轮的疲劳破坏原因分析
• 第三章 课题相关软件的介绍
• §3-1 CAD 建模软件UG NX
• 3-1-1 UG 简介
• 3-1-2 UG 的特点
• 3-1-3 使用UG 建模的优点
• 3-1-4 UG 的安装
• §3-2 CAE 及分析软件ANSYS Workbench
• 3-2-1 CAE 概念的产生和发展
• 3-2-2 CAE 技术的发展趋势
• 3-2-3 CAE 分析软件ANSYS Workbench 概述
• 第四章 车轮的三维建模和强度分析
• §4-1 车轮的实体造型
• §4-2 车轮的强度分析
• 4-2-1 轮毂弯曲疲劳试验概述
• 4-2-2 典型轮毂弯曲疲劳试验的有限元数值模拟
• 第五章 结论和体会
• §5-1 结论
• §5-2 体会
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果