【摘要】：輪胎是汽車行駛系統(tǒng)中重要的安全部件,其結(jié)構(gòu)性能對整車的安全性有著重要影響。本文主要研究了一種新型機械彈性安全車輪的結(jié)構(gòu)強度和疲勞壽命,以及結(jié)構(gòu)和尺寸因素對其疲勞壽命的影響等問題,為機械彈性車輪的設(shè)計優(yōu)化和應(yīng)用推廣提供了重要參考。(1)介紹機械彈性車輪的結(jié)構(gòu)及承載方式,對其進行合理的簡化,在三維建模軟件PROE中建立其幾何模型,利用ANSYS軟件進行有限元網(wǎng)格劃分、材料屬性設(shè)置等前處理工作。進行機械彈性車輪骨架徑向加載有限元仿真計算,通過仿真結(jié)果與試驗結(jié)果的對比,驗證所建立模型的正確性。(2)基于車輪動態(tài)彎曲疲勞試驗,建立疲勞試驗的有限元模型。采用幅值和頻率相同的正弦載荷和余弦載荷模擬車輪骨架載荷循環(huán)過程;基于Miner線性疲勞累積損傷理論進行疲勞壽命預(yù)測。分析表明,車輪骨架的疲勞破壞主要集中在彈性環(huán)組合卡與鉸鏈組的連接部位,對于12組鉸鏈結(jié)構(gòu)的車輪,最小疲勞壽命為40.3萬次。(3)研究機械彈性車輪疲勞壽命的影響因素。結(jié)果表明,隨著鉸鏈組個數(shù)、鉸鏈組橫截面積的增加,疲勞壽命呈非線性增加;隨著實際負(fù)荷的增加,疲勞壽命呈下降趨勢。選取12組鉸鏈結(jié)構(gòu)的車輪,以輪轂厚度和鉸鏈組厚度為設(shè)計變量,以機械彈性車輪的重量最小和疲勞壽命最高為設(shè)計目標(biāo),分別采用樣本篩選法和多目標(biāo)遺傳算法進行了優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化后機械彈性車輪疲勞壽命值提高了48.5%,重量增加了4.1%。
[Abstract]:Tire is an important safety component in vehicle driving system, and its structure and performance have an important influence on the safety of the whole vehicle. In this paper, the structural strength and fatigue life of a new type of mechanoelastic safety wheel are studied, and the influence of structure and dimension on its fatigue life is also discussed. It provides an important reference for the design optimization and application of mechanical elastic wheels. (1) the structure and bearing mode of mechanical elastic wheels are introduced, and their geometric models are established in the 3D modeling software PROE. The finite element mesh generation and material attribute setting are processed by ANSYS software. The finite element simulation calculation of radial loading of mechanical elastic wheel frame is carried out, and the correctness of the established model is verified by comparing the simulation results with the experimental results. (2) based on the wheel dynamic bending fatigue test, The finite element model of fatigue test is established. The cyclic process of wheel skeleton load is simulated by sine load and cosine load with the same amplitude and frequency, and the fatigue life is predicted based on Miner's linear fatigue cumulative damage theory. The analysis shows that the fatigue failure of the wheel skeleton is mainly focused on the connection between the elastic ring combination card and the hinge group, and for the 12 sets of wheels with hinged structure, The minimum fatigue life is 403000. (3) the factors influencing the fatigue life of mechanical elastic wheel are studied. The results show that with the number of hinge groups, the fatigue life of hinge group increases non-linear with the increase of cross-sectional area of hinge group, and decreases with the increase of actual load. Twelve groups of wheels with hinged structure are selected. The design variables are hub thickness and hinge group thickness, and the minimum weight and maximum fatigue life of mechanical elastic wheels are the design objectives. The optimum design was carried out by using sample screening method and multi-objective genetic algorithm respectively. The fatigue life value of mechanical elastic wheels was increased by 48.5% and the weight increased by 4.1% after optimization.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.34

【參考文獻】

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本文編號：2428210