重型汽车轮毂的有限元分析及优化设计
基于有限元法的重型卡车轮毂松动原因及改进_宋希亮
， 心加速度 ａ 驱动轮轮距为１ 整车 ３ ８ ４ ０ ｍｍ， ｇ ｉ＝０． 单桥 载 重 １ 质心高度为 １ ４ ７ ２ｍｍ， ３、 ２ ０ｔ两 种 工 况 下， 左右车轮轮毂轴 承 座 与 轴 承 外 圈 之 间 的 实 际 接 触应力如表 ２ 所示 。
表 ２ 转弯工况不同载重下轮毂轴承座接触应力 位置 项目
左侧车轮
Ｐ１Ｌ Ｐ２Ｌ
２ ４． １ ８ １ ７． １ ５ ５． ４ ４ ３ ０． ０ ０
0.000 2.469 4.937 7.406 9.874 12.343 14.811 17.280 19.748 22.217 NODAL SOLUTION
右侧车轮
Ｐ１Ｒ Ｐ２Ｒ
） 图 ４ 轮毂外侧轴承座接触应力云图 （ 单位 ： ＭＰ ａ
２． １ 有限元模型
根据 轮 毂 受 力 及 与 轴 承 外 圈 的 配 合 情 况 ， 建立
如图 ３ 所示的有限 元 模 型 ， 将车轮与轮毂相连的部 分简化成一个整体 ， 对轴承外圈内面施加全约束 ， 轴 在 承外圈与轮毂轴承 座 配 合 位 置 建 立 刚 － 柔 接 触 ， 轮毂的实际受力位置施加外载荷 。
从图 ４ 可 以 看 出 ： 载重为１ 轮毂外侧轴 ３ｔ 时 ， 工作 承座的高应力 区 为 宽 度 为 ８ ｍｍ 的 一 条 环 带 ， ， 接触应力值 为 １ 实际接触应力为 ２． ３～１ ７． ３ ＭＰ ａ ， 小于临界塑性接触应力 。 １ ７． ４～２ ２． ４ ＭＰ ａ 对单桥载重 １ ３、 ２ ０、 ３ ０ｔ３ 种载荷工况时的轮毂 接触 应 力 进 行 分 析 ， ３种载荷工况下外侧轮毂轴承 座的接触应力如表 ３与 轴 承 外 圈 配 合 可 靠； 单桥载重为３ ０ｔ 时， 外侧轴承座的接 触 应 力 超 过 轮 毂 轴 承 座 端 部 处 的临界塑性接触应 力 ， 轮毂轴承座端部产生塑性变 高， 从而使轴承外圈松动 。
汽车轮毂的有限元分析及优化
上保证 了机器 人具 有 良好 的性 能 ， 对机 器 人 优 化 设 计 具有 重要 借鉴 意 义 。
参 考 文 献
ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ ｍ ｕ ｈ ｉ ｂ ｏ ｄ ｙ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｓ Ｉ Ｊ １ ．Ｓ ｙ ｓ —
ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｂ ｙ ＡＮＳ ＹＳ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｈ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗａ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ
ｎｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎｃ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｈ ｕ ｂ ，ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ，ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ，ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
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ＬＵ Ｙａ ｎ ｇ， Ｗ ＡＮＧ Ｈｕ ｑ ｉ ， ＹＩ Ｎ Ｙｕｐ ｅ ｎ ｇ
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》篇一一、引言铝合金轮毂以其轻量化、高强度和良好的抗腐蚀性等特点，在现代汽车工业中得到了广泛应用。
了解铝合金轮毂的力学性能和通过有限元分析（FEA）进行结构优化，对于提升汽车性能、保障行车安全具有重要意义。
本文将探讨铝合金轮毂的力学性能及其有限元分析方法。
二、铝合金轮毂的力学性能1. 轻量化与高强度铝合金轮毂的主要优点之一是其轻量化与高强度。
铝合金材料具有较低的密度，能够有效降低汽车整车的重量，从而提高燃油经济性。
同时，其高强度保证了轮毂在承受重载和冲击时能够保持结构的完整性。
2. 抗腐蚀性铝合金具有良好的抗腐蚀性，能够抵抗潮湿、盐雾等恶劣环境的侵蚀，延长了轮毂的使用寿命。
此外，铝合金轮毂的表面处理技术如喷涂、电镀等也能进一步提高其抗腐蚀性能。
三、铝合金轮毂的有限元分析有限元分析是一种有效的工程分析方法，可以用于研究铝合金轮毂的力学性能和结构优化。
通过建立轮毂的三维模型，并利用有限元软件进行网格划分、材料属性定义、边界条件设定等步骤，可以对轮毂进行详细的力学分析。
1. 网格划分与材料属性定义在有限元分析中，首先需要对轮毂进行网格划分，将轮毂划分为若干个小的有限元单元。
然后根据铝合金的材料属性，如弹性模量、泊松比、屈服强度等，为每个单元赋予相应的材料属性。
2. 边界条件设定与加载在有限元分析中，需要设定边界条件，如约束、载荷等。
约束条件通常根据轮毂在实际使用中的固定方式来设定。
载荷则包括轮毂承受的重力、离心力、风阻等。
通过施加这些边界条件，可以模拟轮毂在实际使用中的受力情况。
3. 力学性能分析通过对轮毂进行有限元分析，可以得到其在各种工况下的应力、应变、位移等力学性能参数。
这些参数可以帮助我们了解轮毂的承载能力、刚度、抗疲劳性能等，为结构优化提供依据。
四、结构优化与改进通过有限元分析得到的力学性能参数，可以对铝合金轮毂的结构进行优化和改进。
例如，可以通过调整轮毂的厚度、形状、加强筋的位置和数量等，来提高其承载能力和抗疲劳性能。
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。
某重型车辆车桥轮毂结构优化后的计算机模拟
某重型车辆车桥轮毂结构优化后的计算机模拟摘要:近年来，对重型车辆的轻量化设计要求越来越高，在满足安全性能要求的前提下，质量稳定的轻量化产品将在竞争中更有影响力。
轮毂是重卡汽车车桥上的十分重要零部件，传统结构设计使用的材料较多，质量较大，结构十分笨重。
本文用有限元软件ansys对某重型车辆轮毂的优化结构进行了有限元分析,对轮毂轻量化设计的研究提供了参考资料。
引言近年来，随着能源和原材料的日趋紧张，对重型车辆的轻量化设计要求越来越高，在满足安全性能要求的前提下，质量稳定的轻量化产品将在竞争中更有影响力。
轮毂是重卡汽车车桥上的十分重要零部件，传统设计中为了保证安全性能,其设计安全系数都很高，所以结构中使用的材料较多，质量较大，结构十分笨重。
本文用有限元软件ansys对某重型车辆轮毂的优化结构进行了有限元分析,对轮毂轻量化设计的研究提供了参考资料。
1．有限元模型的建立某重型车辆轮毂原来质量33Kg,优化轮毂质量为24Kg，三维模型见图1。
a优化前b优化后图1 轮毂的三维模型轮毂、制动鼓、轮辋网格采用单元Solid92，划分网格后的有限元模型如图2所示。
轮辋、轮毂、制动毂的工况见表1。
轮毂内表面与参考点1通过RBE2耦合；制动毂内表面与参考点2通过RBE2耦合；轮毂安装半轴端盖处于参考点3通过RBE2耦合；轮辋与轮胎接触面与轮胎接地点通过RBE2耦合，假设轮胎半径500mm。
计算1分为4个工况，参考点1约束1-5自由度，参考点2约束6自由度，载荷施加在轮胎接地点处,具体如下表所示：表1 轮毂的工况图2划分网格后的有限元模型2.结果分析计算结果见图3、图4、图5。
不同工况下，原轮毂和优化后轮毂计算结果的应力对比见表2。
表2 不同工况原轮毂和优化后轮毂的应力a原轮毂 b优化后的轮毂图3垂直工况a原轮毂 b优化后的轮毂图4侧向工况a原轮毂 b优化后的轮毂图5制动工况通过对比可以看出，优化后的结构在不同工况下的屈服极限大大提高，因此优化后的轮毂性能更好。
汽车轮毂有限元分析
第二章理论基础与模型建立2.1 有限元技术及UG软件2.1.1 有限元法基本原理计算机辅助工程CAE(Computer Aid2ed Engineering) 指工程设计中的分析计算与分析仿真, 而有限元法FEM( FiniteElement Method) 是计算机辅助工程CAE中的一种, 另外CAE还包含了边界元法BEM(Boundary Element Method) 和有限差分法FDM( Finite Difference Method) 等。
这几种方法各有其优缺点, 各有其应用领域,但有限元法的应用最广。
有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法，是将弹性理论、计算数学和计算机软件有机结合在一起的一种数值分析技术，是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具。
有限元是一种离散化的数值方法。
离散后的单元与单元间只通过节点相联系, 所有力和位移都通过节点进行计算。
对每个单元选取适当的插值函数,使得该函数在子域内部、子域分界面上(内部边界) 以及子域与外界分界面(外部边界) 上都满足一定的条件。
然后把所有单元的方程组合起来, 就得到了整个结构的方程。
求解该方程,就可以得到结构的近似解。
离散化是有限元方法的基础。
必须依据结构的实际情况,决定单元的类型、数目、形状、大小以及排列方式。
这样做的目的是将结构分割成足够小的单元,使得简单位移模型能足够近似地表示精确解【13】。
因次它可以对各种类型的工程和产品的物理力学性能进行分析、模拟、预测、评价和优化,以实现产品技术创新, 故已广泛应用于各种力学、电学、磁学及很多结合学科领域; 同时, 由于它能够处理耦合问题, 使得其有更大的应用前景。
你可以从专业的角度理解有限元:包括变分原理、等效积分和加权余量法等, 也可以从直观的意义上理解有限元: 把连续体划分为足够小的单元, 这些单元通过节点和边连接起来,通过选择简单函数(比如线形函数) 来近似表达位移或应力的分布或变化, 从而得到整个连续体物理量的分布和变化【14】。
《2024年铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》范文
《铝合金轮毂的力学性能及有限元分析》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、高强度、耐腐蚀等优点，逐渐成为现代汽车的重要部件。
了解铝合金轮毂的力学性能及进行有限元分析，对于提高其设计水平、优化结构、增强安全性能具有重要意义。
本文将重点探讨铝合金轮毂的力学性能及有限元分析方法。
二、铝合金轮毂的力学性能1. 强度与刚度铝合金轮毂的强度和刚度是评价其力学性能的重要指标。
铝合金材料具有较高的屈服强度和抗拉强度，使得轮毂在承受载荷时能够保持较好的稳定性。
此外，铝合金轮毂的刚度也较高，能够有效地抵抗弯曲和扭曲变形。
2. 耐疲劳性能铝合金轮毂在使用过程中需要承受周期性载荷，因此其耐疲劳性能尤为重要。
铝合金材料具有良好的耐疲劳性能，能够在长期使用过程中保持较好的机械性能。
此外，通过合理的结构设计，可以进一步提高铝合金轮毂的耐疲劳性能。
3. 抗冲击性能铝合金轮毂在行驶过程中可能会受到意外冲击，因此其抗冲击性能也是评价其力学性能的重要指标。
铝合金材料具有较好的吸能和缓冲性能，能够在受到冲击时吸收部分能量，减少对轮毂本身的损伤。
三、铝合金轮毂的有限元分析有限元分析是一种有效的工程分析方法，可以用于研究铝合金轮毂的力学性能。
通过建立轮毂的三维模型，并利用有限元软件进行网格划分、材料属性赋值、边界条件设定等操作，可以实现对轮毂的力学性能进行仿真分析。
1. 网格划分与材料属性赋值在有限元分析中，首先需要对轮毂进行网格划分，将轮毂离散化为有限个单元。
然后，为每个单元赋予铝合金材料的属性，如弹性模量、密度、泊松比等。
这些属性将直接影响有限元分析的结果。
2. 边界条件设定与加载在有限元分析中，需要设定轮毂的边界条件，如约束轮毂的旋转自由度等。
然后，在轮毂上施加载荷，如径向力、侧向力等。
这些载荷将用于模拟轮毂在实际使用过程中的受力情况。
3. 仿真结果分析与优化设计通过有限元分析软件进行计算，可以得到轮毂在各种工况下的应力、应变、位移等结果。
《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。
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重型汽车轮毂的有限元分析及优化设计
摘要：目前，重型汽车轮毂主要用钢铁作为主要材料，而由于轻合金材料价格
原因，重型轻合金轮毂材料使用很少。
轮毂是汽车上重要的安全性能零部件之一，在行驶过程中承受各种负载和高速产生的高温作用。
所以轮毂的结构设计好坏直
接影响汽车在行驶过程中安全舒适性和操纵稳定性，本文主要以重型汽车轮毂为
研究对象，对重型汽车轮毂的有限元分析及优化设计进行了探讨。
关键词：重型汽车轮毂；有限元分析；优化设计
一、重型汽车轮毂选材
1.选择轻合金材料
在汽车行业中镁合金材料也已经开始被人们开始关注，因为它具有许多优点：（1）重量较轻、耗油量少节省能源。
由于其密度为1.74g/cm3相对钢重量来说，是钢轮重量的四分之一。
（2）具有降低噪声和减缓震动作用。
由于镁合金
材料具有良好的阻尼系数，在行驶中有效的减震、降噪，给驾驶者一个平稳性，
相对于铝合金和钢制材料驾驶时感觉更舒适。
（3）精度高。
由于镁合金材料具
有良好的物理属性、化学属性以及尺寸稳定性，镁合金轮毂的制造精度高于钢轮，所以在高速行驶下可以保持很好地稳定性。
（4）散热效果好。
汽车在行驶时由
于轮胎与地面接触摩擦会产生大量的热量，而镁合金材料的传热系数比钢制材料
大近三倍，且制动片不易老化，所以行驶时镁合金轮毂相对来说散热较快，增加
了安全系数。
（5）外形美观。
但是由于本文以重型汽车为研究对象，镁合金在
塑造性差，后期制造加工困难和实验周期长，所以镁合金不易于作为重型汽车轮
毂材料。
而铝合金车轮早已在汽车上为主要的使用材料，今后铝合金车轮的应用也是
必然趋势。
无论是外形还是工业上，铝合金轮毂都象征整车档次，多变的车轮轮
辐形态也为越来越多的人们所喜爱。
2.选择钢制材料
根据《中国汽车轮毂行业市场现状及投资前景预测报告》显示，从2016年起，我国钢制轮毂在车配套需求量将超过16000万件，虽然铝合金生产量大于钢制轮
毂但用在商用车上钢制占三分之二具有明显优势。
（1）易焊接，制造工艺简单。
目前国内大部分采用埋弧焊对轮辐和轮辋装配
进行焊接总成。
而外国大多采用气体保护焊接技术，这样热输入量比国内要小。
为了保证轮毂径向疲劳试验性能要求，原材料必须满足良好的成型和较低碳当量，在焊接时才能满足工艺。
（2）端跳劲条小。
端跳径跳对于轮毂来说一个非常重要的指标，理论上轮毂
厂设计端跳劲跳指标为小于等于2.0mm，而实际控制水平应控制1.5mm以内。
如果端跳径跳数值不达标，在高速行驶时轮毂会很容易变形而发生交通事故。
圆
度对轮毂有一定的影响，国内轮毂厂一般将圆度控制在1mm到1.2mm之间，从
而保证端跳径跳指标。
（3）耐疲劳性，刚度较强，冲击性能高，不易变形。
对于钢制轮毂来说，强
度和刚度都和高，但每个轮毂在出厂时需要一个硬性指标：就是对同一规格的轮
毂要进行疲劳试验检测是否到达要求。
轮辐和轮辋要进行弯曲疲劳试验和径向疲
劳试验。
（4）钢制轮毂制造成本底，价格很便宜。
钢制轮毂相对轻合金来说，正好迎
合了卡车厂家和用户的利益心里显示需求。
（5）安全性良好。
因此综上所述，对于重载汽车来说钢制材料轮毂是不二选择。
二、ANSYS软件概述
在1970年John Swanson正式创立ANSYS公司，到目前为止仍是世界的CAE
最大的公司。
在几十年的发展中，ANSYS功能不断被改进和提高，目前最新版本
已发展到ANSYS14.0版。
ANSYS软件是许多现代化必不可少的大型通用的有限元
分析软件，其也被用于各行各业，成为了当今有限元技术的领跑者之一。
ANSYS
软件可以利用数据接口与CAD软件达成数据共享，而且ANSYS数据可以精确地在CAD系统下传入、传出几何数据。
并通过矫正后可准确地对模型进行网格划分并
求解，这样在创建模型中大大节省了时间，提高了工作效率。
三、轮毂有限元模型建立
本文选用的重型轮毂主要由轮辐、轮辋和弹性挡圈组成，最后用焊接成轮毂
整体。
轮毂参数如下：轮辋最小厚度为6mm，轮辐初始设为12mm，轮毂上有十
个直径为26mm的螺纹孔，都在335mm直径的圆周上分布，轮辐结构是由5个
楔形状的通风孔组成。
ANSYS Workbench软件分析轮毂和ANSYS经典操作流程基
本是一致的，都是要将数据前期处理、中期处理和后期处理。
而在工程分析中会
将建好的三维模型导入分析软件中，由于pro/e和分析软件的CAD接口问题就会
导致在进行受力分析和疲劳分析时，会很容易出现错误，所以目前为了避免一些
连接上不必要的问题，可以将pro/e和ANSYS Workbench进行无缝对接。
首先在pro/e环境中根据CAD图建立轮毂实体模型，在建立三维模型时，为
了简化模型将弹性挡圈和轮辋建成一体，因为大量试验证明轮毂发生疲劳一般不
会再弹性挡圈上，不会影响计算结果。
然后针对实体模型做出相应的调整如
pro/e和ANSYS Workbench中的单位不一致需要改正，符合分析要求，最后将建
立好的模型以prt.的格式保存起来。
将轮毂的模型直接导入AWE界面中，这样就可以通过ANSYSWorkbench导入
的数据建立轮毂的有限元模型。
本文分别对钢制和铝合金作为材料分析，由于重型汽车轮毂在作业时承受非
常大的外界应力。
因此钢制轮毂选择材料时应选择16Mn，因为16Mn钢是低合
金结构钢，它具有良好的力学性能、焊接性能、容易加工以及可切削性良好。
而
选择铝合金选材料则选择了A356（ZAI01A），因为它具有良好的流动性、气密性好、比重小、耐腐蚀、无热裂倾向、线收缩小以及易气焊等性能，经过淬火热处
理后它具有较高的强度和塑性，因而能够满足重载性轮毂性能需求。
四、轮毂的优化基本流程
对轮毂建立基本流程，首先建立轮毂优化的几何模型，然后进行有限元分析
如定义材料特性、边界加载和约束，最后进行计算分析；将得到的结果赋予参数，在优化处理器中设置设计变量、约束条件和优化目标，然后选取适当的优化方法；最后在软件中定义优化次数，进行分析，得到优化结果和图表。
利用workbench中自带的Design Explorer的优化模块，主要采用一阶方法，
它可以基于目标函数对设计变量的敏感度，适合于精确的轮毂优化。
这种方法，
可以随时进行分析、评估和修正等计算过程，这种计算过程可以循环重复直到设
计要求满足为止。
在迭代十五次后，得到优化后的所有参数值。
优化后的交变应力小于材料屈服极限，满足需求。
为了进一步查看优化后，
轮毂是否满足性能需求，可以对优化后的轮毂进行模态和疲劳验证。
结束语：
本文主要针对重载轮毂在汽车工业轻量化发展趋势，分别选用铝合金和钢材作为材料，接着对轮毂进行结构设计，利用有限元软件对两种材料轮毂进行强度分析和寿命分析，通过workbench优化模块对重载轮毂进行结构优化设计。
而实际过程中，轮毂不仅要选择材质还需要从工艺上如轮毂的铸造和锻造等来研究。
本文仅考虑选材没有从工艺出发，轮毂实际应用开发需要大量的研究工作。
而在选定轮毂轮辋结构时，只是单一进行参数设计，并没有列出多种不同的结构，也没有说明结构的构思方案，所以后期还有要做出大量的研究工作。
参考文献：
[1]邢志媛.基于有限元分析的铝合金轮毂结构设计及差压铸造研究[D].南京理工大学，2019.
[2]韦辽，李健.铝合金轮毂轮辐轻量化分析[J].机械研究与应用，2018（12）.。