山西中北大学　墨海波

基于ANSYS Workbench的FSAE赛车轮芯轻量化设计

山西中北大学墨海波

汽车轮芯是连接半轴和轮辋的重要零件，实现轮芯的轻量化对汽车动力性的提高和油耗的降低有重要作用。本文通过对车队已有的FSAE赛车轮芯简易模型的分析，利用ANSYS Workbench分析平台对轮芯重新建模，并用Static Structural模块进行静力分析，最后通过Design Exploation模块进行优化设计，在保证传动安全的情况下实现FSAE赛车的轮芯轻量化。分析结果表明：轮芯中轴部分壁厚对轮芯质量和应力影响最大，轮芯质量由2.63kg降到0.99kg。

大学生方程式赛车；轮芯；轻量化；ANSYS Workbench

引言

中国大学生方程式汽车大赛，英文名称为Formula Student China（简称FSC），是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。

汽车的轻量化就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性和燃油经济性。由于轮芯位置的特殊性，实现它的轻量化的意义更加明显。

本文以中北大学方程式赛车的轮芯为研究对象，利用ANSYS建立几何模型进行力学分析，并进行轻量化设计。

1轮芯模型的建立

由于赛车轮芯不是普通汽车轮芯，所用轮辋为赛车专用轮辋，所以要进行轮芯的重新设计。……