汽车轮毂模态分析
车轮轮毂 catia建模 ansys分析
目录第1章用CATIA建立CATIA 建立轮毂模型 (1)1.1汽车轮惘规格系列 (2)1.2轮毂建模 (4)第2章模型导入ANSYS10.0 (10)2.1轮毂零件模型*.model导入导入ANSYS10.0 (10)2.2导入模型生成实体 (11)第3章ANSYS模态分析 (12)3.1参数设定 (12)3.2网格划分 (12)3.3模态分析及图形显示 (13)3.4模态分析数据及总结 (25)参考文献 (29)第一章用CATIA建立轮毂模型1.1汽车轮惘规格系列1.范围本标准规定了汽车车轮与轮胎相配合部分的轮辆轮廓术语、标记、负荷、50深槽轮惘(50DC),15“深槽轮辆(150DC),50半深槽轮惘(50SDC),50斜底轮辆(50FB),本标准适用于汽车所使用的轮辆规格系列。
2.轮辆轮廓术语图1-1 轮辋轮廓A —轮辆标定宽度;B —轮缘宽度; C—轮缘半径位置尺寸; D —轮辆标定直径; F1，F2—轮辋上气门嘴孔位置尺寸; G - 轮缘高度; H - 槽底深度; DR,DF—胎圈座突峰直径; L - 槽底宽度; M —槽的位置尺寸; P—胎圈座宽度; R1—轮缘接合半径; R2—轮缘半径; R3—胎圈座圆角半径; R4—槽顶圆角半径; R5- 槽底圆角半径; R6—轮缘端部圆角半径; R7—槽侧半径; V —气门嘴孔或槽的尺寸; α—槽底角度; β—胎圈座角度。
注1:凡标注二的尺寸与轮胎在轮惘上的装、拆有关，是轮辆槽底的最小尺寸，M表示槽底位置的极限尺寸注2:槽顶圆角半径R 和槽底角度a是轮胎在轮惘上装、拆的重要参数。
注3:安装面，即轮胎从这一面装人轮辆或从这一面拆下轮胎.对于多件式轮辆，安装面是可拆卸轮缘的一面。
3.标记轮辋规格名称采用“轮惘名义直径X/一轮辋名义宽度轮辋轮廓代号”，也可采用“轮辋名义宽度轮辋轮廓代号X/一轮辆名义直径”表示。
4．负荷施加在轮辋/车轮上的负荷和气压，不应超过轮辋/车轮制造厂推荐的最大值。
ANSYS高速旋转轮盘模态分析全面讲解
ANSYS高速旋转轮盘模态分析全面讲解全面讲解ANSYS高速旋转轮盘模态分析讲解高速旋转轮盘模态分析在进行高速旋转机械的转子系统动力设计时，需要对转动部件进行模态分析，求解出其固有频率和相应的模态振型。
通过合理的设计使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。
而对于高速部件，工作时由于受到离心力的影响，其固有频率跟静止时相比会有一定的变化。
为此，在进行模态分析时需要考虑离心力的影响。
我通过该例子学习到了如何用ANSYS进行有预应力的结构的模态分析。
一．例子描述本例子是对某高速旋转轮盘进行考虑离心载荷引起的预应力的模态分析，求解出该轮盘的前10阶固有频率及其对应的模态振型。
轮盘截面形状如图1所示，该轮盘安装在某转轴上以120 00转/分的速度高速旋转。
相关参数为：弹性模量EX＝2.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3，密度DE NS＝7.8E-9T/mm3。
图1、轮盘截面图1-5关键点坐标：1(-10, 150, 0)2(-10, 140, 0)3(-3, 140, 0)4(-4, 55, 0)5(-15, 40, 0)L=15RS=5二．A nsys求解的具体步骤1.启动ansys，定义工作名、工作标题①定义工作名：Example of dynamic②工作标题：dynamic analysis of a disc2、选择单元类型本例将选用六面体结构实体单元来分析，但在建模过程中需要使用四边形平面单元，所有需要定义两种单元类型：PLANE42和SOLID45，设置完成后，如图2，在Element Types (单元类型定义)对话框的列表框中将会列出刚定义的两种单元类型：PLANE42、SOLID45，图2、定义单元类型3、设置材料属性由于要进行的是考虑离心力引起的预应力作用下的轮盘的模态分析，材料的弹性模量EX 和密度DENS必须定义。
①定义材料的弹性模量EX弹性模量 EX＝2.1E5泊松比 PRXY＝0.3②定义材料的密度DENSDENS =7.8E-94、建立实体模型对于本实例的有限元模型，首先需要建立轮盘的截面几何模型，然后对其进行网格划分，最后通过截面的有限元网格扫描出整个轮盘的有限元模型。
汽车轮毂有限元分析及优化
汽车轮毂有限元分析及优化摘要：轮毂是汽车轮胎内用于支撑轮胎和固定轮胎内缘的圆柱形金属部件，与轮胎一起受到汽车载荷的作用。
本文针对某工厂生产的轮毂进行研究，利用有限元软件对其进行强度分析和结构优化设计，最终实现轻量化设计。
关键词：汽车轮毂；有限元分析；优化前言：为了提高汽车的行驶速度，节省油耗，就要在确保有足够强度的前提下，最大地降低轮毂自身的质量。
这是本文主要的研究的目的和方向。
在研究轮毂轻量化设计的同时，也需要考虑到轮毂的刚度，要满足这个性能则应适当地降低轮毂的变形量，以确保其轮辋圆度，确保汽车行驶的稳定性和可靠性，提高其安全系数。
一、轮毂结构分析设计在汽车轮毂的结构优化方面，运用CAE软件ANSYS，将轮辐和轮毂的厚度分别用参数来表示；根据弯曲疲劳试验将轮毂所承受的最大应力值作为约束条件，将汽车轮毂的总质量作为优化函数，对轮毂的尺寸进行优化，满足轮毂轻量化的要求。
对低速行驶的载重汽车车轮在超负荷工况下进行了有限元分析，得出，当其高速行驶时，受到较小的载荷作用，轮毂的失效形式为高周疲劳破坏；当汽车在低速行驶时，受到较大的载荷，可按低周疲劳计算不同车速下的极限载荷。
运用ANSYS有限元分析软件对轮毂进行结构强度的分析，根据分析结果，为了避免出现裂痕，所采取的措施是在螺栓孔和通风孔周围进行加厚。
然后将采取措施前后的结果进行强度比较，发现在增加轮辐螺栓孔和通风孔周围厚度后，轮辐的强度比优化前要高，实现轻量化要求。
基于有限元法综合考虑了汽车轮毂模态、轮毂刚度以及轮毂弯曲疲劳寿命的影响，建立了汽车轮毂优化设计模型，进行模态分析。
通过对汽车轮毂的优化计算，得出了符合轮毂参数要求的结构尺寸。
利用PATRAN软件建立以轮辐、轮毂的厚度为设计参数，汽车轮毂的质最小为最终结果的函数模型，根据软件的计算结果，轮毂质量大大减轻。
以辐板式车轮的优化数学模型建立了轮辐上各段圆弧的曲面半径以及弧面所对应的圆心角作为设计变量，轮辐的整个曲面弧长最小为目标函数进行优化设计，对其结构尺寸进行了优化，通过优化轮毂的质量明显减轻且发现优化后轮毂所受到的应力强度较小。
基于abaqus的汽车轮毂模态分析
0引言轮毂是轮胎内支撑轮胎的中心装在轴上的金属部件，其不仅需要承受车辆自重及载重作用压力，还需承受车辆在行驶过程中由于转向和路面状况等不同情况下带来的不同方向的作用力。
轮毂结构比较复杂受力情况以及轮毂的结构形状给研究工作带来很多困难[1]。
模态分析可以用作分析结构强度以及振动特性，它是动力学分析的基础，也是验证结构设计合理性非常重要的一个组成部分[2]。
模态分析是机械结构振动特性分析的有效手段，它通过分析结构的动特性建立结构在已知激励条件下的响应预测模型，进而预测结构在实际工作状态下的动力学特性。
本文以汽车某型轮毂为对象，利用ABAQUS分析软件对其进行有限元建模以及静力学分析验证其结构强度的合理性，最后对其进行模态分析，通过得到的其前6阶模态与振型显示结构符合设计合理性，也为对轮毂的进一步分析优化奠定基础。
1有限元模型的建立1.1轮毂的结构模型本文直接使用ABAQUS对该轮毂模型进行有限元建模以及后处理。
三维建模过程中，对结构的一些局部细微特征如轮毂与主轴连接端上的螺栓孔、比较小的倒角和圆角等可以进行简化，这些特征对分析结果的精确度影响并不大，且这些结构会导致有限元分析的时间加长可以对这些局部特征进行简化[3]。
1.2材料属性的定义根据汽车轮毂材料为铝合金7050-T7451，在ABAQUS软件中设置其弹性模量为66GPa，泊松比为0.3，密度为2700kg/m3。
1.3网格划分在有限元分析中，对有限元模型进行合理的网格划分是对分析结果影响最大且最直接的一个步骤。
在对轮毂模型进行有限元网格划分时，对轮辋部分使用六面体单元进行扫掠生成，对轮辐部分使用四面体单元自适应生成，共计40178个单元。
建立好的模型网格如图1所示。
图1轮毂的有限元网格1.4轮毂的静强度分析考虑的轮毂在和包括轮毂自重以及来自汽车的重力载荷，惯性载荷等。
为了简化计算，只需根据IEC61400-1制定的载荷工况来计算作用在轮毂上的载荷。
《2024年铝合金轮毂的有限元分析》范文
《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂是现代汽车工业中广泛应用的重要部件之一。
随着汽车行业的飞速发展，对于车辆轻量化、耐用性和安全性的要求也日益提升。
因此，铝合金轮毂以其优良的物理性能和经济性得到了广大制造商的青睐。
然而，在实际使用中，铝合金轮毂的设计和生产需要充分考虑其复杂的工作环境和各种潜在风险。
因此，采用有限元分析（FEA）对铝合金轮毂进行性能分析和优化显得尤为重要。
二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 材料属性定义在有限元分析中，首先需要定义铝合金轮毂的材料属性。
这包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等关键参数。
这些参数将直接影响模型的力学性能和应力分布。
2. 几何模型建立根据铝合金轮毂的实际几何形状和尺寸，建立精确的几何模型。
在建模过程中，应充分考虑轮毂的复杂结构和细节特征，以确保分析的准确性。
3. 网格划分将几何模型划分为适当的网格是有限元分析的关键步骤。
网格的划分应考虑到计算精度和计算效率的平衡，确保在关键区域有足够的网格密度。
三、铝合金轮毂的有限元分析1. 载荷和边界条件设置在有限元分析中，需要设置载荷和边界条件。
载荷包括车辆行驶过程中的惯性力、摩擦力等；边界条件则涉及到轮毂与轮胎的连接方式、约束等。
这些条件的设置将直接影响分析结果的准确性。
2. 应力分析通过有限元分析，可以获得铝合金轮毂在各种工况下的应力分布情况。
这包括静态应力、动态应力以及交变应力等。
分析结果将有助于评估轮毂的强度、刚度和耐久性。
3. 模态分析模态分析可以获取铝合金轮毂的振动特性，如各阶模态频率和振型。
这对于评估轮毂在复杂工作环境下的动态性能具有重要意义。
四、结果与讨论通过对铝合金轮毂的有限元分析，可以得到以下结论：1. 铝合金轮毂在各种工况下的应力分布情况，为优化设计提供依据；2. 模态分析结果有助于了解轮毂的动态性能，为降低振动和噪声提供参考；3. 通过对比不同设计方案的有限元分析结果，可以找到最优的设计方案，提高轮毂的性能和寿命；4. 有限元分析还可以用于评估铝合金轮毂在复杂工作环境中的潜在风险，为生产制造提供有力支持。
《铝合金轮毂的有限元分析》范文
《铝合金轮毂的有限元分析》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、耐腐蚀、良好的导热性等优点，得到了广泛应用。
为了更好地理解铝合金轮毂的力学性能和优化其设计，有限元分析（FEA）成为了一种重要的研究手段。
本文将通过有限元分析方法，对铝合金轮毂的力学性能进行深入研究。
二、铝合金轮毂的有限元模型建立1. 模型简化与假设在建立铝合金轮毂的有限元模型时，我们首先需要对实际轮毂进行适当的简化。
我们假设轮毂材料为均匀、各向同性的铝合金，忽略其微观结构和不均匀性。
此外，我们还假设轮毂在制造过程中没有产生任何缺陷。
2. 材料属性定义在有限元分析中，材料属性是至关重要的。
我们通过实验测定铝合金的弹性模量、泊松比、屈服强度等力学性能参数，并将其输入到有限元软件中。
3. 网格划分网格划分是建立有限元模型的关键步骤。
我们采用合适的网格尺寸和类型，对铝合金轮毂进行网格划分。
在关键区域，如轮毂的应力集中区域，我们采用更细的网格以获得更精确的结果。
三、铝合金轮毂的边界条件与载荷在有限元分析中，边界条件和载荷是影响分析结果的重要因素。
我们根据实际工况，设定轮毂的边界条件为固定支撑，并在轮毂上施加相应的载荷，如车辆行驶过程中的径向力、侧向力等。
四、有限元分析结果1. 应力与应变分析通过有限元分析，我们可以得到铝合金轮毂的应力与应变分布情况。
在轮毂的边缘和辐条连接处，由于应力集中现象，这些区域的应力值较高。
通过分析这些区域的应力分布，我们可以了解轮毂的承载能力和潜在的危险区域。
2. 模态分析模态分析可以了解铝合金轮毂的振动特性。
通过有限元分析，我们可以得到轮毂的前几阶模态频率和振型。
这些信息对于轮毂的动态设计和优化具有重要意义。
3. 疲劳分析铝合金轮毂在使用过程中会受到循环载荷的作用，因此疲劳性能是评估其性能的重要指标。
通过有限元分析，我们可以得到轮毂的疲劳寿命和潜在的疲劳损伤区域，为轮毂的优化设计提供依据。
五、结论与展望通过有限元分析，我们深入研究了铝合金轮毂的力学性能和优化设计。
轮胎模态分析试验研究
V ol 39No.1Feb.2019噪声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第39卷第1期2019年2月文章编号：1006-1355(2019)01-0099-04轮胎模态分析试验研究宫少琦，王晖，朱健，郭风晨，施长宏(华晨汽车工程研究院，沈阳110141）摘要：为了优化轮胎模态试验方法，得到精确的轮胎模态参数，开展对比试验研究，经过大量模态试验数据的对比，结合LMS Test Lab ，研究模态试验3要素的选用原则，即测点布置、边界约束和激励形式的选取方式。
试验结果表明：(1)对轮胎单一胎面进行模态测量，存在模态遗漏现象，且轴向与径向阵型易混淆，因此须进行轮胎3胎面(内胎面、正胎面、外台面)布点测量；(2)胎面整周少于36个测点时，轮胎高阶次花瓣阵型难以清晰呈现，因此须于3个胎面等角度间隔平行布置36×3个测点；(3)轮胎处于整车安装离地状态受激励时，支撑位移量微小，优于软绳约束状态；(4)激振器激励信号相干系数达到1，优于力锤锤击信号，并且使试验进行更加便捷与高效。
根据以上结果提出一种新的轮胎模态测试方法，并应用此方法得到准确的轮胎模态参数，研究结果可为轮胎噪声与振动控制提供依据。
关键词：振动与波；轮胎；模态分析；固有频率中图分类号：O422.6文献标志码：ADOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.019The Experimental Study on Tire Modal AnalysisGONG Shaoqi ,WANG Hui ,ZHU Jian ,GUO Fengchen ,SHI Changhong(Brilliance Auto R &D Center,Shenyang 110141,China )Abstract :In order to optimize the tire modal test method and obtain the precise parameters of the tire modal,comparative test and analysis are performed.Through the mutual comparison of large amount of experimental data of the modal test by adopting LMS Test Lab,the selection principle of measurement point layout,boundary constraint condition and incentive form is studied.The results show that (1)Single surface measurement may easily lead to modal parameters lose and modal shape confusion,therefore,the measurement point layouts in three tire surfaces (the inner,front and outer surfaces)are necessary;(2)The high order modal shape is not clear with less than 36measurement points around one tire circle only,so each tire surface must be arranged by equally spaced 36measurement points,and there are totally 36×3measurement points;(3)The tire should be installed on the vehicle and free from the ground,the support displacement in this state is very small,this is better than soft rope constraint;(4)The signal coherence coefficient of the exciter reaches 1.It is better than hammering signal and makes the experiment more convenient and efficient.This study presents a new method for tire modal testing,and using this method can obtain the precise parameters.The results provide a fundamental basis for the noise and vibration control of tires.Keywords :vibration and wave;tire;modal analysis;natural frequency轮胎赋予了汽车“脚”的功能，是汽车的重要零部件，它主要承受车载重量和路面激励，因此轮胎的振动特性直接影响车辆驾乘舒适性能。
汽车轮毂有限元分析
汽车轮毂有限元分析汽车轮毂有限元分析是通过应用有限元方法进行轮毂结构的分析和优化。
有限元方法是一种数值分析方法，可以将复杂的连续体结构分割成为许多小的有限元单元，对每个小单元进行离散化的计算，再通过组装这些小单元，来近似求解整个结构的力学行为。
轮毂在汽车中发挥着关键的作用，不仅需要具备足够的强度和刚度，还需要考虑到其重量和制造成本。
为了实现更好的性能，有限元分析可以提供大量的设计数据和结构应力分布，从而帮助设计师确定最佳的轮毂结构。
有限元分析通常包括以下步骤：1.几何建模：通过将轮毂几何形状离散成小单元，建立起有限元模型。
这一步需要使用专业的CAD软件进行建模，以准确地描述轮毂结构。
2.材料建模：根据轮毂的实际材料特性，选择合适的材料模型，并设定材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等力学参数。
3.网格划分：将轮毂模型网格化，将轮毂分割成小的连续单元。
合理的网格划分可以提高计算精度和计算效率。
4.边界条件：根据实际情况，设定边界条件，如轴承支撑力、轮胎压力等。
这些边界条件对于模拟真实工作状态和载荷非常重要。
5.载荷应用：模拟轮毂在实际使用过程中受到的各种载荷，如非均匀地面不平度、刹车力、加速度等。
6.求解方程：根据有限元法的基本原理，利用有限元软件对结构进行计算，求得轮毂在载荷下的应力、应变等力学响应。
7.结果分析：通过分析有限元计算结果，可以得到轮毂结构的强度、刚度、振动响应等重要性能参数，从而指导结构的优化设计。
在进行汽车轮毂有限元分析时，需要考虑到轮毂结构的复杂性和工作条件的多样性，如静载、动载、冲击载荷等。
同时，还需要考虑到材料疲劳、裂纹扩展等影响轮毂寿命的因素。
基于有限元分析的汽车轮毂优化设计可以帮助设计师实现以下目标：1.轻量化设计：通过有限元分析可以对轮毂结构进行优化，减小重量，提高车辆的燃油经济性和操控性能。
2.强度优化：有限元分析可以帮助确定轮毂结构在各种工况下的应力水平，以确保轮毂具备足够的强度和刚度，避免因应力过高而导致的疲劳损伤。
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汽车轮毂模态分析
汽车轮毂模态分析是指对汽车轮毂进行模态建模和分析，通过分析车轮毂的固有频率和振型，可以了解车轮毂的结构特性和振动特性，为轮毂的设计和优化提供参考依据。
汽车轮毂是连接车轮和车身的关键组件，它承受着车辆的整个重量和转动力矩，因此必须具备较高的强度和刚度。
同时，汽车在行驶过程中，车轮与地面之间会产生较大的冲击和振动，为了保证车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性，轮毂还需要具备合适的振动特性。
汽车轮毂的模态分析可以通过有限元方法进行。
首先，将轮毂的几何形状和材料信息输入有限元软件，建立起轮毂的有限元模型。
然后，通过求解有限元模型的特征值问题，得到轮毂的固有频率和振型。
固有频率是指在某一特定激励下，轮毂自身振动的频率。
它取决于轮毂的几何形状、材料性质和边界条件等因素。
固有频率越高，说明轮毂的刚度越大，抗振能力越强。
在实际应用中，为提高车辆的行驶稳定性，轮毂的固有频率通常应大于车轮经常发生的振动频率。
振型是指轮毂在振动过程中的形变模式，通过分析轮毂的振型，可以了解轮毂不同位置的应力分布情况。
根据振型的分布，可以判断出哪些位置的应力集中，从而指导轮毂的优化设计。
比如，在设计轮边形状时，可以通过模态分析找到一个合适的轮边形状，使得轮边上的应力能够得到更好的分散。
轮毂模态分析的结果通常会得到一系列特征值和特征向量，其中特征值对应轮毂的固有频率，特征向量对应轮毂的振型。
特征向量包含了每个节点的位移信息和形变信息，它们是轮毂振动的关键特征。
有了轮毂的模态分析结果，可以进一步进行结构优化。
比如，通过调整轮毂的材料或改变其几何形状，可以提高轮毂的固有频率，从而提高车辆的行驶稳定性。
同时，可以根据振型的分析结果，局部增加材料或改变结构形式，以减小轮毂上的应力集中程度，从而提高轮毂的寿命和可靠性。
总之，汽车轮毂模态分析是汽车设计和优化中的重要环节，通过分析轮毂的固有频率和振型，可以了解轮毂的结构特性和振动特性。
这为轮毂的优化设计提供了理论基础和指导。
在汽车工程中，轮毂的模态分析对于提高车辆的性能和安全性非常重要。
在实际工程中，通过有限元分析方法，可以得到车轮毂的模态参数，包括固有频率、振型和模态质量等。
这些参数对于轮毂的设计和优化具有重要的指导意义。
首先，轮毂的固有频率是指轮毂在特定激励下自由振动的频率。
固有频率取决于轮毂的几何结构和材料特性，通常以Hz为单位。
固有频率越高，表示轮毂的刚度和耐振能力越强。
高刚度的轮毂可以有效抵抗外界的振动和冲击，从而保证车辆的稳定性和安全性。
通过模态分析，可以了解到轮毂在不同频率下的固有振动状况，从而帮助设计师判断是否需要进行改进，以满足要求。
其次，振型是指轮毂在固有频率下的形变模式。
通过模态分析，可以得到轮毂在不同频率下的振动模式图像。
振型图像是通过有限元分析结果生成的，显示出轮毂在不同频率下的位移和形变情况。
振型图像可以直观地展示出轮毂的应力分布情况，有助于评估轮毂结构的强度和稳定性。
通过分析振型图像，设计师可以了解到轮毂的应力集中区域，以及可能存在的结构疲劳问题。
在优化设计中，可以根据振型图像的分析结果，调整轮毂的材料和结构,以提高其性能和寿命。
另外，模态质量是指轮毂在特定振动模态下的质量。
模态质量反映了具体振动模态对轮毂整体振动的影响程度。
在振动频率相同时，模态质量越大，表示对应振动模态的贡献越大。
通过模态分析，可以得到轮毂在不同模态下的模态质量，进而了解到各个模态对整体振动的能量消耗情况。
在设计过程中，优化轮毂的模态质量分布，有助于提高轮毂的振动性能和减小能量损耗。
除了以上所述的参数外，模态分析还可以得到一些衍生的信息，如谐响应图、模态阻尼比等。
谐响应图是指轮毂在特定激励下的响应情况，在实际行驶过程中，车轮面临各种不规则路面冲击，谐响应图可以用来评估车轮在不同振动条件下的动态响应性能和稳定性。
而模态阻尼比是指轮毂振动过程中的能量耗散比例,模态阻尼比的大小可以反映轮毂对于外界激励的耐振性能。
综上所述，汽车轮毂模态分析是评估轮毂性能和优化设计的重
要手段。
通过模态分析，可以了解到轮毂的固有频率、振型、模态质量等关键参数，为轮毂的设计和优化提供重要的依据。
通过合理调整轮毂的结构和材料，可以提高轮毂的刚度和耐振能力，提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
未来，随着汽车工程技术的不断发展，汽车轮毂模态分析将会在车辆性能提升和节能减排方面发挥更重要的作用。