輕量化輪轂的應力和位移分布研究

多年來，輕量化的輪轂設計引起了人們的關注。輕量化是汽車工程設計研究的主要關注點。輕量化的相關部件之一是車輪。由于其目前的需求，它顯然是汽車上的關鍵組件。車輪承載車輛的負載并將加速，制動和轉彎力傳遞給道路。

輕合金材料已被用作各種類型車輛的輪圈材料。該研究的主要目標是通過使用先進的鋼材獲得輕量化的輪轂設計。由于其功能，車輪是人類安全車輛的關鍵部件。因此，在汽車工程中，輪轂設計的驗證非常重要。在這項研究中，有限元分析方法被用來驗證先進的鋼結構設計。另外，有限元建模技術也被用來獲得時間效率的結果。先進輪轂設計的應力和變形分布與鋼和鋁合金輪圈設計進行了比較。考慮通脹壓力，車輛重量和速度的影響。圖1為先進鋼輪轂的3D模型。

有限元分析表明，由于較低的壁厚，高級鋼制輪轂設計出現最高的變形。先進的鋼制輪轂設計的壁厚減小以獲得更輕的輪轂。當比較輪轂設計的重量時，可以看到鋁輪轂最輕。然而，鋁合金輪轂設計出現最大的變形。先進的鋼制輪轂設計應力值在鋼制和鋁制輪輞設計之間（Figure 2.）。這項研究中，使用了鋼、鋁合金和超高強度鋼。根據ANSYS Workbench軟件程序設置鋁合金材料和鋼的默認機械性能。在這項研究中，研究了先進鋼輪轂設計的應力和變形分布，并用鋁合金和鋼進行了先進鋼輪轂設計的比較。在整個研究過程中得出以下結論：

圖1 先進鋼輪轂的3D圖

Figure 2.Von-Mises stress&deformation distribution of steel

1.最輕的輪轂設計是用最高變形的鋁合金獲得的；

2.使用先進的鋼材可顯著減輕重量。