韩世秀

厦门日上集团股份有限公司 福建省厦门市 361000

1 引言

整车轻量化、降低油耗是当前汽车工业发展的主要方向[2].在汽车的各类零部件中从节能的角度考虑，单位质量旋转件的效果相当于非旋转件的1.2-1.3倍[3].因此OE车厂对车轮产品的轻量化要求越来越高，另外从车轮自身角度考虑，材料厚度减薄，车轮强度下降比较明显，钢厂主要还是在钢材中加入一些微量的合金元素，再加之轧钢工艺的改进，提高材料的强度，但是其钢材的主要成份变化很小，因此，车轮单从钢材强度方面考虑，对于提升车轮的性能差异并不大，从产品结构设计方面考虑，使车轮产品性能提高，成本降低，产品才更有市场竞争力。

2 车轮产品基本信息

车轮产品主要轮辐和轮辋组立焊接而成，轮辐与制动毂通过螺栓直接装配，轮辋部分与轮胎接触，产品特性参数如表1：

3 仿真模型建立

本文利用SolidWorks建立22.5×9.00钢圈静态有限元模型导入Abaqus CAE仿真计算。

3.1 车轮产品模型建立

车轮仿真模型采用SolidWorks建立导入Abaqus CAE计算，材料特性通过万能试验机如图1得出，数据如表2、3所示。

3.2 约束与加载

根据EUWA ES-3.11（卡车钢制车轮的试验要求）所知[4]，汽车车轮动态径向疲劳试验工况下，钢圈会承受螺栓的预紧力与轮毂贴合、高速旋转时的离心力、以及自身重力等，因数值对分析产生的影响较小，可以忽略，故主要考虑径向负载与轮胎气压。

表1 产品特性参数

图1 材料特性试验机

表2 5mm590CL应力应变参数

对上述图1所示的车轮几何模型进行实体化网格划分[5]，计算出最大应力的数值和位置，在很多相关文献中，一般的处理方法为：沿钢圈圆周等间距的8个方向上施加径向载荷，通过8次计算，研究钢圈最危险的方位。……