發(fā)布時(shí)間：2022-01-11 19:57

　　車(chē)輪是車(chē)輛行駛系統(tǒng)的重要安全部件,其性能對(duì)整車(chē)的安全性和可靠性起著至關(guān)重要的作用。車(chē)輪的疲勞性能是其一項(xiàng)重要的性能指標(biāo),SAE、ISO以及我國(guó)的GB都對(duì)其做出了詳細(xì)的技術(shù)要求,其中彎曲疲勞試驗(yàn)和徑向疲勞試驗(yàn)是車(chē)輪必須要通過(guò)的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的車(chē)輪設(shè)計(jì)大多憑借設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累,具有很大的盲目性。為了適應(yīng)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),目前國(guó)內(nèi)外大多車(chē)輪企業(yè)都引入了有限元方法來(lái)指導(dǎo)車(chē)輪的設(shè)計(jì)過(guò)程。目前,有限元分析已發(fā)展的日趨成熟,但是模擬預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果仍有一定的差距,造成的這一現(xiàn)象的主要原因是材料數(shù)據(jù)輸入不夠精確以及邊界條件的設(shè)置與真實(shí)條件有一定差別。鋁合金輪轂的制造為復(fù)雜的低壓鑄造過(guò)程,鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷和組織不均會(huì)對(duì)輪轂的力學(xué)性能產(chǎn)生影響,因此,在有限元分析的過(guò)程中如果設(shè)置均勻的材料屬性勢(shì)必會(huì)對(duì)有限元的分析結(jié)果產(chǎn)生影響。針對(duì)這一問(wèn)題,本文首先對(duì)鋁合金輪轂的低壓鑄造過(guò)程進(jìn)行模擬,預(yù)測(cè)其缺陷及組織的分布,然后通過(guò)編寫(xiě)Fortran程序,建立以二次枝晶臂為影響因素的材料模型,基于ABAQUS的二次開(kāi)發(fā),通過(guò)UMAT接口引入考慮鑄造缺陷的材料模型,模擬車(chē)輪的彎曲及徑向疲勞試驗(yàn),最后通過(guò)FE-S... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本課題的分析流程

圖 2-1 輪轂的低壓鑄造示意圖熔爐和模腔的通道，熔爐保持高溫從而使合金一直處熱性，大都是由鑄鐵和工具鋼的混合材料制成。鑄鑄造過(guò)程是從熔爐內(nèi)的液態(tài)合金加壓開(kāi)始，對(duì)密閉氣體壓力，在加壓的過(guò)程中，熔融狀態(tài)下的鋁合金液充滿(mǎn)模腔之后，為了減少鑄造缺陷，還會(huì)有一個(gè)合金液的溫度，為了實(shí)現(xiàn)順序凝固，還會(huì)在模具上的作用下，液相的鋁合金液會(huì)慢慢凝固。待模腔內(nèi)模，垂直升起頂模，隨后頂桿便會(huì)把成型的輪轂頂開(kāi)開(kāi)始的狀態(tài)開(kāi)始鑄造下一個(gè)輪轂。一般情況下，一鑄造過(guò)程中的合金液的冷卻過(guò)程直接影響著車(chē)輪的質(zhì)控制參數(shù)以及升壓保壓參數(shù)等都顯得格外重要。 軟件簡(jiǎn)介

和自定義材料數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò) ProCAST 軟件可以分析預(yù)測(cè)鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的縮松、縮孔、沖砂等缺陷，還可以進(jìn)行模具壽命、工藝開(kāi)發(fā)和可重復(fù)性等相關(guān)工藝分析。ProCAST 由多個(gè)模塊組成，主要包含設(shè)置材料及邊界條件的前處理模塊（PreCAST）、網(wǎng)格劃分模塊（MeshCAST）、分析缺陷及組織的后處理模塊（ViewCAST）。在 PreCAST 模塊中可以設(shè)置鑄造的初始條件和邊界條件，計(jì)算機(jī)正是通過(guò)識(shí)別的這些初始條件和邊界條件進(jìn)行分析計(jì)算的。在 MeshCAST 模塊中，可以對(duì)鑄件和模具進(jìn)行二維和三維網(wǎng)格的劃分。利用 ProCAST 進(jìn)行鑄造模擬時(shí)的基本步驟如下：a.在 MeshCAST 模塊中導(dǎo)入幾何模型并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分；b.進(jìn)入到 PreCAST 模塊中定義材料屬性并設(shè)置相關(guān)初始條件和邊界條件；c.在 ProCAST 模塊進(jìn)行模擬計(jì)算；d.在 ViewCAST 模塊中查看結(jié)果或進(jìn)行后處理�；镜挠�(jì)算流程如圖 2-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[2]基于有限元的鋁合金車(chē)輪結(jié)構(gòu)分析[D]. 周祿禹.華東理工大學(xué) 2013
[3]汽車(chē)用鋁合金車(chē)輪低壓鑄造過(guò)程的數(shù)值模擬及其疲勞性能分析[D]. 周堃.江蘇大學(xué) 2009
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