基于有限元的成品車輪輕量化設計與應用答辯ppt

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1 基于有限元的成品車輪輕量化設計與應用  導   師：   答辯人：   專   業：  2 論文框架  1 2 3 4 課題背景  研究過程  論文要點  結論  3 鑄造鋁合金車輪已廣泛應用 ， 本課題從市場上的成品鋁合金車輪入手 ， 對其減重且外包膠之后的輕量化車輪進行有限元分析 ， 提出具體輕量化方案 ， 使其能夠滿足鐵軌探傷車輪的使用要求 ， 并在此基礎上提出大批量生產后新的鋁合金車輪結構設計 。  課題背景  4 研究過程    出應力和位移云圖。  后繼續進行強度分析，重復此步直至接近材料的許用應力 （在滿足安全系數的情況下） 。    5 論文要點  根據汽車輪轂的二維圖，在  6 論文要點  輪轂實體圖  7 論文要點  探傷車輪轂為彈性材料，楊氏模量為 70松比為  對整個模型進行網格劃分，劃分的單元類型為二次四面體（ 元。  8 論文要點  探傷車輪轂的網格劃分  9 論文要點  選擇在輪轂外圈的四分之一固定，固定方式為完全固定。  在指定區域施 在中心參考點處施加一個為 627200 10 論文要點  邊界約束  11 論文要點  施加載荷 1 12 論文要點  施加載荷 2 13 論文要點  輪轂應力圖  14 論文要點  15 論文要點  由第三次分析得出應力值為 的情況下 110所以輕量化結束 。 三次的輕量化處理共減重809克 ， 占輪轂重量 17%， 減重后的輪轂重4091克 ， 達到了輕量化的目的 。  16 論文要點  本課題選用澆注型聚氨酯材料 ，硬度為邵 8（ 邵 ， 其彈性模量變化范圍很大 ，介于塑料和橡膠之間 ， 在這里選用E=300泊松比為 17 論文要點  包聚氨酯后的輪轂在定義材料屬性時分別定義輪轂和聚氨酯膠層的屬性。  定義完材料屬性后接下來就要裝配兩個模型，裝配時將兩個模型裝配在一起但保留中間分界線。  18 論文要點  裝配完成后的車輪模型  19 論文要點  包膠層網格效果  整體網格效果  20 論文要點  包聚氨酯輪轂的應力分布圖  21 結論  22 論文要點  10個周期后  23 論文要點  15個周期后  24 17個周期后  論文要點  25 結論  下圖顯示了 17個設計周期的應變能和體積設計響應的歷史輸出曲線?？刂票圻M行了同時滿足指定的目標體積和最大剛度的優化。雖然應變能設計響應增加（整體剛度減?。┒刂票垠w積減小，但拓撲優化設計達到了只有 57的初始體積。  26 結論  17個設計周期的應變能和體積設計響應的歷史輸出曲線  27 通輸出曲線可以得出在滿足一定的剛度條件下獲得輕量化控制臂的拓撲結構，并用以指導生產。  針對拓撲圖形，進行修改后的實體模型如下圖所示。  結論  28 結論  最終優化實體模型  29