輪圈設計論文：輪圈造型策劃與受力研究范文

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作者：康輝劉真周碩單位：華北電力大學

設計過程中首先采用分開式造型設計，整體14寸，參照國標標準在AutoCAD中繪制二維尺寸圖，在CATIA創(chuàng)成式外形設計模塊下先創(chuàng)建輪輞，再創(chuàng)建輪輻，然后將輪輞與輪輻裝配吻合起來，把輪轂的造型美感突顯出來。其次模型創(chuàng)建完成之后存為STP格式，在Pro/E中打開進行效果圖渲染。再次將STP文件在UG中打開進行結構分析，通過設計仿真模塊，對輪轂進行有限元分析。以此模擬來判斷產(chǎn)品強度、剛度是否符合要求。效果圖（三維造型）如下：

輪轂診斷——受力分析

產(chǎn)品結構分析可避免輪轂剛度不夠行駛時局部塑性變形的現(xiàn)象。

1鋁合金車輪13°沖擊過程鋁合金車輪13°沖擊過程如下：

1.1試驗項目準備沖擊試驗開始。

1.2試驗設備參照

設備為可以將沖擊載荷加到裝有車輪輪輞輪緣上的裝置。為使垂直下落的沖頭與輪輞最高點接觸，車輪軸線與沖頭垂直下落方向要成130±10角的方式進行安裝，沖頭沖擊面長不小于375mm，整個車輪支架的位置應可以按需調節(jié)，如下圖所示：試驗設備作以下校正，將校正裝置放在下圖展示的車輪底座上，以1000kg的重量放于車輪安裝中心處，測量鋼板梁中心處在垂直方向彎曲變形量，應為7.5±10%mm。如下對車輪支架中心加載的方法：

1.3試驗程序

沖頭質量按下式計算：D＝0.6W＋180式中：D－沖頭質量±2%－最大車輪靜載荷，單位：kg。

1.4試驗輪胎

用與該車輪相匹配的最小公稱斷面寬度的無內(nèi)胎輪胎，或用在車輛或車輪制造廠與該車輪匹配的輪胎。

1.5車輪安裝

車輪安裝時，要按車輛或車輪制造廠推薦的方法或手工擰緊方法至規(guī)定值。試驗用的螺母與螺栓必須與車輪相匹配，試驗過程中螺母與螺栓出現(xiàn)異常應進行重復試驗。

1.6沖頭下落高度

沖頭下落高度位于輪輞輪緣的最高點上230±2mm。

1.7沖頭對車輪沖擊位置

沖頭位于輪胎的上方，其帶有圓角的沖擊面邊緣應該與輪輞輪緣重疊大約25±1mm。在車輪周向位置為氣門孔位置和對面的輪輻位置。

1.813°沖擊模擬結果

13°沖擊模擬結果如圖4所示：應力集中部位系數(shù)顯示如上圖所示。

2輪動態(tài)彎曲疲勞試驗

實驗設備如下所示，試驗臺上安裝一個旋轉裝置，車輪可在固定不變的彎矩作用下旋轉，或是車輪靜止不動，承受一個旋轉彎曲力矩。我們可以根據(jù)此裝置的狀態(tài)來確定輪轂的載荷狀況，如下圖：

2.1試驗程序

準備工作：將輪轂緊固在試驗裝置的支撐面上。車輪安裝時，同樣用手工擰緊的方法或按車輛以及車輪制造廠推薦的方法至規(guī)定值。試驗用螺母與螺栓與車輪匹配，不可加潤滑劑。調整車輪位置后，將車輪輪輞壓緊至試驗夾具上，試驗的連接盤和車輪的配合面要去除多余的堆積物、灰塵或雜質。

試驗彎矩：個平行于車輪安裝面的力。試驗彎矩按下式計算：

M=（μ•R＋d）•F•S式中：M——彎矩（N•m）；μ——磨擦系數(shù)0.7；

R——輪胎靜負荷半徑；

d——偏距，內(nèi)偏距為正值，外偏距為負值，單位米；

F——車輪最大額定載荷；

S——試驗強化系數(shù)。

試驗結果評價

出現(xiàn)下列情況之一即判定為不合格：

第一，車輪任何部位出現(xiàn)的新可見裂紋。

第二，在達到要求的循環(huán)次數(shù)之前，保證加載點偏移量超過初始全加載偏移量20%。

第三，試驗車輪不能繼續(xù)承受載荷至所規(guī)定的循環(huán)次數(shù)。

第四，一個以上的螺母松動，且松動后的扭矩低于最初扭矩的60%。

此實驗是實際試驗而不是軟件模擬的過程，其明確說明了輪轂檢測及診斷的方法，為輪轂是否合格提供了理論依據(jù)。