基于有限元法的车用铝合金轮毂优化设计开题报告

1. 研究目的与意义

长时间内，钢制车轮在车轮制造业中占主导地位，随着科学技术的发展与进步，对车辆安全、环保、节能的要求日益严格，铝合金车轮以其美观、质轻、散热好、耐腐蚀、加工性能好等特点，逐步取代钢制车轮。铝合金车轮是现代车辆轻量化、高速化、现代化的必然产物，因此有必要对铝合金轮毂强度进行校核和结构优化。

实际应用表明，有限元技术的应用给企业带来了许多实际效益。它使设计人员能在产品的设计阶段进行模拟仿真，及时发现设计中潜在的问题并予以修改，缩短了产品的开发周期，降低成本，提高产品质量和可靠性，因此在汽车及其零部件的开发过程中己占有无可替代的地位。ANSYS技术的提高对增强我国汽车工业自主研发能力和企业的国际竞争力有着重要的意义。

2. 课题关键问题和重难点

1、选定一款16寸轮毂的外径、内径、宽度、螺栓孔等基本信息的尺寸。

2、用ug对不同结构的轮毂（5、6、8条轮辐）进行三维建模。

3、ug建模过程中需要保证各个结构的轮毂的质量一样，由于材质相同且均为16寸轮毂，所以就是要保证各个结构中轮辐的总体积一样。

3. 国内外研究现状（文献综述）

汽车车轮由轮毂和轮胎组成，它支承着全车的重量，使汽车得以在道路上行驶，对汽车运行性能有重大影响。长时期内，钢制车轮在车轮制造业中占主导地位，随着科学技术的发展与进步，对车辆安全、环保、节能的要求日趋严格，铝合金车轮以其美观、质轻、节能、散热好、耐腐蚀、加工性能好等特点，逐步取代钢制车轮。铝合金车轮的出现到如今渐渐替代钢制车轮是一个漫长的发展阶段。我国铝合金车轮工业起步较晚，最早使用铝合金车轮是在20世纪80年代初，国营洪都机械厂将砂型铸造的铝合金车轮装在边三轮摩托车上，但是数量很少，未形成气候。到加世纪80年代末，我国出现了第一个具有现代规模的戴卡轮毂制造有限公司，其规模和设备都进入了世界先进行列。随着我国公路设施的飞速发展，铝合金车轮开始以极其迅猛之势在全国得到推。目前，世界上铝合金车轮的装车率窜升至60%，而轿车则绝大部分选择了铝合金车轮。综上所述，不难看出，铝合金车轮是现代车辆轻量化、高速化、现代化的必然产物。

目前，整体式铝合金车轮的成形工艺有铸造、锻造两大方法。全世界95%的铝合金车轮采用铸造工艺，铸造又可细分为低压铸造、重力铸造和挤压铸造。国外铝合金车轮的制造方法以低压铸造为主，大概占全部产量的80%以上，少数企业采用锻造法、焊接组装法生产。最近，国外出现无气孔压铸新工艺(充氧压铸法)，日本轻金属株式会社、美国铸锻公司已开始应用于生产。国内铝合金车轮制造普遍采用成本较低的低压铸造工艺，约占全部产量的80%以上，其次是采用最简便的重力铸造工艺，约占其全部产量的20%不到。

锻造和铸造的轮毂只有用仪器看分子结构才能区别，或者做破坏性试验，这种方法费时费力。实际应用表明，有限元技术的应用给企业带来了许多实际效益。它使设计人员能在产品的设计阶段进行模拟仿真，及时发现设计中潜在并予以修改，缩短了产品的开发周期，降低成本，提高产品质量和可靠性，因此在汽车及其零部件的开发过程中己占有无可替代的地位。有限元技术的提高对增强我国汽车工业自主研发能力和企业的国际竞争力有着重要的意义。

4. 研究方案

1、用ug分别对同质量的5、6、8轮辐轮辋进行三维建模。

2、将3种轮辋分别倒入ansys中进行强度分析和模态分析。

3、分析结果，最终论证得出哪种方案的轮辋性能最好。

5. 工作计划

第1周完成英文翻译，体教英文翻译给指导老师批阅。

第2周英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均用pdf格式，上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。熟悉unigraphics软件建模应用。

第3周查阅文献资料，撰写开题报告。熟悉ansys有限元分析应用。