ansys 汽車車輪的案例
【汽車車輪知識】
分類:
1.按輪輻的構造:車輪可分為輻板式車輪和輻條式車輪 。
2.按車輪材質:可分為鋼制、鋁合金、鎂合金等車輪。
3.按車軸一端安裝一個或兩個輪胎:可分為單式車輪和雙式車輪。
轎車和貨車上廣泛采用輻板式車輪。此外，還有對開式車輪、組裝輪輞式車輪、可反裝式車輪 、和可
輪胎使用技巧
1.檢查輪胎，如果輪胎剮傷位置在輪胎側面或輪面凹槽深度已磨損(深度低于2毫米)，程度嚴重無法修補，就需要換新輪胎。
2.輪胎不能隨意更改尺寸，需要選擇和自己汽車搭配的輪胎。
3.由于輪胎和輪轂的密封性能非常好，因此要用專業(yè)的器械才能將輪胎從輪轂上分離;要將輪胎均勻旋轉，以免生硬拆卸損傷輪轂。
4.將輪胎徹底從輪轂上卸下來，當輪胎卸下來之后，同時要檢查輪轂是否被撞傷。破損的輪轂如果安裝輪胎不僅密封不嚴產生漏氣，同時還會出現斷裂造成危險。
5.輪胎上特意設計了黃點和紅點，因為車輪在旋轉時，有重心，黃點的一側較輕，紅點的一側重。因此，在安裝的時候，要注意將黃點對準氣門嘴的地方。
6.如果安裝費勁，可以用清水潤一下輪胎，新輪胎裝好后，打足氣，為隨后的做平衡做準備。
7.安裝的新輪胎，一定要做動平衡。行駛當中，如果輪胎的位置不平衡，會引起方向盤的抖動，速度越快，震動越大;而且，不平衡的輪胎也會造成磨損。動平衡的測量有一定的數值，在旋轉的時候，可以測出相差的重量，根據機器測試顯示，這個輪胎，左邊差15克，右邊差11克。
輪胎各種標識
輪胎規(guī)格:輪胎規(guī)格常用一組數字表示，前一個數字表示輪胎斷面寬度，后一個表示輪輞直徑，以英寸為單位。例如165/70R14表示胎寬165毫米，扁平率70,輪輞直徑14英寸。中間的字母或符號有特殊含義:"X"表示高壓胎;"R"、"Z"表示子午胎;"一"表示低壓胎。
展開 合金材料在汽車車輪制造中的應用
汽車車輪制造的主要材料有鋁合金、合金鋼、鎂合金，以及應用比較少的復合材料和鋼鋁組合材料。著重介紹了鋁合金車輪和合金鋼車輪的鑄造、鍛造工藝，分析了各種材料的優(yōu)缺點，闡述了合金材料在汽車車輪生產中的應用前景。詳細介紹了鋁合金車輪和合金鋼車輪的生產制造工藝和鎂合金在汽車車輪上的應用。
關鍵詞：合金材料； 汽車； 車輪； 制造工藝
1車輪制造材料的選用
目前，世界上汽車車輪材料主要有兩種：合金鋼和鋁合金，這兩種材料的應用占整個市場的90%以上。汽車車輪材料的選擇也就是對鋁合金和合金鋼的選擇。另外， 由于人們對車輪質量的要求不斷提高，這必然導致在制造汽車車輪時應用一些新材料。
1.1 合金鋼汽車車輪
在汽車誕生的一段時間里， 汽車一直采用鋼制車輪，但是從20 世紀70 年代末起，鋁合金車輪應用的越來越多，鋼制車輪占用的市場份額大幅度下降。導致這一情況產生的原因是多方面的， 最主要的原因是外觀的吸引力。鋼制車輪的主要優(yōu)勢是成本低和安全性高， 這也是大多數載重汽車的車輪采用鋼材制造的原因。但是鋼材的加工成型性能和制造工藝難度較大， 這就決定了其不可能有鋁合金車輪那樣的結構和多樣化外形。另外，鋼車輪的質量較大，使用所消耗的能量遠遠大于鋁制車輪。
近些年來，面對眾多的挑戰(zhàn)，國際鋼輪行業(yè)不得不做出一系列的調整和革新， 具體措施有： ①新材料。微合金鋼HSLA、雙相鋼(DP)和貝氏體鋼等高強度鋼種成功研發(fā)，并開始應用于制造汽車車輪，為鋼輪減輕質量和更大膽的款式設計創(chuàng)造了條件。根據有關報道，HSLA 車輪的質量比一般碳素鋼車輪輕約15%。②新工藝的應用。
展開 汽車車輪動態(tài)彎曲疲勞分析
來源：模態(tài)空間 作者：王朋波
0 引言
車輪主要由輪輞和輪輻組成。輪輞是支撐輪胎的基座，輪輻是作為車輪和車輪輪轂的連接件，主要起傳遞載荷的作用。輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅動力、汽車轉向時產生的側向力及所產生的力矩，還要承受路面不平產生的沖擊力。車輪所受載荷復雜，工作條件嚴酷，因此應有一定的強度、剛度和工作耐久性能。
在汽車車輪的實際使用過程中，80%以上的車輪破壞是由疲勞引起的，而這里面大部分的疲勞破壞是由彎曲工況造成的；相比之下，制動和加速工況的影響幾乎可以忽略。國外已建立了JWL、DOT和ISO等相關車輪彎曲疲勞試驗標準，這些標準都是模擬車輪在彎矩作用下的受載情況。我國的國標GB/T 5334-2005也對乘用車車輪的彎曲疲勞試驗方法進行了規(guī)定。
車輪彎曲疲勞試驗是動態(tài)試驗，載荷相對于車輪不斷旋轉，車輪還承受螺栓預緊力，與試驗安裝盤間還存在接觸關系，如果忽略這些條件，應力結果將存在誤差，不能準確預測車輪的疲勞壽命。
車輪的疲勞壽命是用載荷時間歷程、應力或應變-壽命曲線以及應力應變關系曲線，按照適當的累積損傷理論來估算。在試驗過程中車輪承受非比例變化的多軸應力，而且平均應力、應力梯度、表面粗糙度和表面處理工藝的對疲勞壽命均有重要影響，在疲勞計算中應對這些因素予以考慮。
展開 汽車CFD分析中，車輪旋轉不同模擬方法的比較研究
車輪空氣動力學是車輛空氣動力學的重要組成部分。車輪可以顯著影響車輛的總氣動阻力，升力和通風阻力。為了模擬駕駛汽車的真實路面狀況，移動地面和車輪旋轉在CFD中具有重要意義。然而，車輪旋轉狀態(tài)難以準確表示，因此這仍然是一個需要研究的關鍵問題。
本文主要研究兩種類型的汽車：快背轎車和a notchback DrivAer，通過比較三種不同的車輪旋轉模擬方法：穩(wěn)定移動壁，MRF和非定常滑動網格，揭示了不同方法對車輛空氣動力學數值模擬的影響。討論了方法之間氣動力以及流動的差異。并將模擬結果與已發(fā)表的實驗數據進行比較以進行驗證。
結果表明，不同的旋轉模擬方法可能不會對氣動阻力產生顯著影響，但氣動升力和通風阻力可在較大范圍內進行修正。此外，升力顯示對車輪輪輻的位置高度敏感，因此兩種穩(wěn)定的方法可能導致錯誤。總之，當進行CFD模擬時，如果僅需要計算氣動阻力，則可以引入兩種穩(wěn)定方法。如果需要考慮通風阻力，則MRF方法更合適。但是，如果必須評估空氣動力升力，即使計算成本更多，滑動網格方法也是唯一可取的方法。本研究可為未來旋轉模擬方法的工作奠定基礎。
車輛空氣動力學是汽車工業(yè)中的一個關鍵領域。因為它與減少總阻力和燃料消耗密切相關。在未來，可以預見空氣動力學優(yōu)化將受到大量制造商的關注。因此，在汽車開發(fā)過程中獲取精確的空氣動力數據非常重要。
由于這種擔憂，進行風洞試驗是一個至關重要的方法。然而，風洞試驗需要巨大的成本和復雜的準備。對于許多中小型公司來說，它給他們帶來了嚴重的經濟負擔。由于這種情況，計算流體動力學（CFD）應運而生，并且隨著計算機能力的提高，它一直在不斷發(fā)展。 CFD通過計算機數值模擬簡化了風洞試驗，大大節(jié)省了汽車開發(fā)過程中的成本。因此它已成為現代汽車空氣動力學中常用的研究方法。同時，提高CFD方法準確性和效率的方法同樣成為一個重要的研究課題。
展開 
基于optistruct汽車車輪輪輞結構強度分析 ￥15
分析背景
依據GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法，對汽車車輪輪輞結構強度進行仿真分析，主要分析工況有：彎曲工況、徑向工況、沖擊工況。
分析結果
彎曲工況：
徑向工況：
沖擊工況：
具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例中的問題，我將免費解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
基于optistruct汽車車輪輪輞彎曲強度分析-01 ￥20
分析背景
車輪主要由輪輞和輪輻組成。輪輞是支撐輪胎的基座，輪輻是作為車輪和車輪輪轂的連接件，主要起傳遞載荷的作用。本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結構強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據實際需要并結合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅動力、汽車轉向時產生的側向力及所產生的力矩，還要承受路面不平產生的沖擊力。
分析模型：
加載載荷：
分析結果：
展開 基于optistruct汽車車輪輪輞彎曲強度分析-02 ￥40
分析背景
車輪主要由輪輞和輪輻組成。輪輞是支撐輪胎的基座，輪輻是作為車輪和車輪輪轂的連接件，主要起傳遞載荷的作用。本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結構強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據實際需要并結合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅動力、汽車轉向時產生的側向力及所產生的力矩，還要承受路面不平產生的沖擊力。
分析結果：
輪輞隨時間變化的受力變化動態(tài)云圖
分析模型：
模型及加載
加載載荷（力加載，大小為下圖載荷）：
與前期發(fā)的基于optistruct汽車車輪輪輞彎曲強度分析-01不同之處在于：前期發(fā)的案例是定義了水平和彎曲兩個分析步將兩個分析步的結果進行了線性疊加，本案例是直接定義了一個分析步，該分析步在載荷處理這部分已對水平和彎曲動載荷進行了疊加。具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例中的問題，請私信我！
展開 基于optistruct汽車車輪輪輞彎曲強度分析-03 ￥40
分析背景
車輪主要由輪輞和輪輻組成。輪輞是支撐輪胎的基座，輪輻是作為車輪和車輪輪轂的連接件，主要起傳遞載荷的作用。本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結構強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據實際需要并結合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅動力、汽車轉向時產生的側向力及所產生的力矩，還要承受路面不平產生的沖擊力。
分析結果：
輪輞隨時間變化的受力變化動態(tài)云圖
分析模型：
模型及加載
加載載荷（位移加載，位移加載大小為下圖載荷的0.0001倍）：
與前期發(fā)的基于optistruct汽車車輪輪輞彎曲強度分析-02不同之處在于：前期發(fā)的案例加載是力隨時間變化的載荷，本案例加載是位移隨時間變化的載荷。具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例中的問題，請私信我。
展開 ANSYS workbench車輪軌道接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習車輪軌道的三維模型處理
2、學習車輪軌道非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習車輪軌道非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 車輪軌道接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
分析ANSYS Wokbench的車輪熱容量
車輪踏面出現熱斑、裂紋和剝離等，所以踏面制動存在著踏面受熱極限，即車輪的熱容量。
對ANSYS Wokbench的車輪熱容量的分析，過去已有大量研究，而過去研究的大多是一次緊急制動情況下ANSYS Wokbench的車輪踏面的溫度場分布情況。而由于地鐵車輛具有運行速度高、站間距離短、啟動制動頻繁的特點，從上一次制動結束到下一次制動開始，車輪踏面的熱量來不及完全散失在空氣中，即在頻繁的啟動制動過程中，車輪踏面的熱量將進行累積，而一次緊急制動仿真分析很難真實模擬地鐵車輛在整個運營過程中溫度場的分布情況。為此，本文采用ANSYS Workbench軟件，分析了某地鐵車輛在一個往返運行過程中車輪的熱容量情況，并根據仿真計算結果，對車輪踏面的溫度場分布情況進行了分析。
通過對某地鐵車輛在一個往返過程中熱量的分析可以看出，地鐵在頻繁啟動制動過程中造成熱量積聚，從而導致車輪溫度升高，車輛運行至6457.7s時，車輪最高溫度達到446.88℃，并給出最高溫度時刻車輪的溫度場分布，分析結果對列車安全運行具有重要的指導作用，并為車輪設計以及進一步研究提供依據。
展開 汽車空氣動力學中不同車輪旋轉模擬方法的比較研究
車輪空氣動力學是車輛空氣動力學的重要組成部分。車輪可以顯著影響車輛的總氣動阻力，升力和通風阻力。為了模擬駕駛汽車的真實路面狀況，移動地面和車輪旋轉在CFD中具有重要意義。然而，車輪旋轉狀態(tài)難以準確表示，因此這仍然是一個需要研究的關鍵問題。本文主要研究兩種類型的汽車：快背轎車和a notchback DrivAer，通過比較三種不同的車輪旋轉模擬方法：穩(wěn)定移動壁，MRF和非定常滑動網格，揭示了不同方法對車輛空氣動力學數值模擬的影響。討論了方法之間氣動力以及流動的差異。并將模擬結果與已發(fā)表的實驗數據進行比較以進行驗證。結果表明，不同的旋轉模擬方法可能不會對氣動阻力產生顯著影響，但氣動升力和通風阻力可在較大范圍內進行修正。此外，升力顯示對車輪輪輻的位置高度敏感，因此兩種穩(wěn)定的方法可能導致錯誤。總之，當進行CFD模擬時，如果僅需要計算氣動阻力，則可以引入兩種穩(wěn)定方法。如果需要考慮通風阻力，則MRF方法更合適。但是，如果必須評估空氣動力升力，即使計算成本更多，滑動網格方法也是唯一可取的方法。本研究可為未來旋轉模擬方法的工作奠定基礎。
車輛空氣動力學是汽車工業(yè)中的一個關鍵領域。因為它與減少總阻力和燃料消耗密切相關。在未來，可以預見空氣動力學優(yōu)化將受到大量制造商的關注。因此，在汽車開發(fā)過程中獲取精確的空氣動力數據非常重要。
由于這種擔憂，進行風洞試驗是一個至關重要的方法。然而，風洞試驗需要巨大的成本和復雜的準備。對于許多中小型公司來說，它給他們帶來了嚴重的經濟負擔。由于這種情況，計算流體動力學（CFD）應運而生，并且隨著計算機能力的提高，它一直在不斷發(fā)展。 CFD通過計算機數值模擬簡化了風洞試驗，大大節(jié)省了汽車開發(fā)過程中的成本。因此它已成為現代汽車空氣動力學中常用的研究方法。同時，提高CFD方法準確性和效率的方法同樣成為一個重要的研究課題。
展開 
基于optistruct＋ncode汽車車輪輪輞彎曲強度分析之疲勞分析-01 ￥80
車輪主要由輪輞和輪輻組成。輪輞是支撐輪胎的基座，輪輻是作為車輪和車輪輪轂的連接件，主要起傳遞載荷的作用。本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結構強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據實際需要并結合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅動力、汽車轉向時產生的側向力及所產生的力矩，還要承受路面不平產生的沖擊力。
輪輞隨時間變化的受力變化動態(tài)云圖
加載曲線：
以上這部分分析在optistruct中完成，接下來根據上述彎曲強度分析的結果在ncode中進行疲勞仿真分析。
疲勞分析中所用的材料AL_ALLoy_UML_UTS400，其材料參數如下圖：
材料AL_ALLoy_UML_UTS400的S-N曲線,含應力修正，如下圖。
分析結果：
損傷云圖
壽命云圖
從疲勞仿真分析的結果可以看出損傷最大的位置主要集中在螺栓孔連接處，且按照彎曲強度分析中定義的載荷譜，車輪危險點疲勞壽命為1777.2037次循環(huán)。
具體操作方法、疲勞設置、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 基于optistruct＋ncode汽車車輪輪輞彎曲強度分析之疲勞分析-02 ￥100
車輪主要由輪輞和輪輻組成。輪輞是支撐輪胎的基座，輪輻是作為車輪和車輪輪轂的連接件，主要起傳遞載荷的作用。本案例在于講述如何對汽車車輪輪輞結構強度進行彎曲工況仿真分析，尤其是如何對某點施加隨時間變化的動載荷，大家可根據實際需要并結合GBT5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法去修改載荷譜。 輪輞與輪輻焊接后與輪胎組成一個整體，共同承受汽車的重力、制動力、驅動力、汽車轉向時產生的側向力及所產生的力矩，還要承受路面不平產生的沖擊力。
分析結果：
輪輞隨時間變化的受力變化動態(tài)云圖
分析模型：
模型及加載
加載載荷（位移加載，位移加載大小為下圖載荷的0.0001倍）：
與前期發(fā)的基于optistruct＋ncode汽車車輪輪輞彎曲強度分析之疲勞分析-01不同之處在于：前期發(fā)的案例加載是力隨時間變化的載荷，本案例加載是位移隨時間變化的載荷。
以上這部分分析在optistruct中完成，接下來根據上述彎曲強度分析的結果在ncode中進行疲勞仿真分析。
疲勞分析中所用的材料AL_ALLoy_UML_UTS400，其材料參數如下圖：
材料AL_ALLoy_UML_UTS400的S-N曲線,含應力修正，如下圖。
展開 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導手冊
本案例文檔，適合本科畢業(yè)設計水平，具有極高參考價值，請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結構的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結果處理等各個方面。設置方法程詳細，結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導入幾何，但需確保導出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開Workbench，進入Geometry模塊。右鍵點擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點擊Generate生成幾何體，雙擊進入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開該模塊，再導入幾何。
2.2 幾何簡化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡化，以減少計算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點擊目標面，設置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結構。
幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
展開 Ansys攜手IPG Automotive助力汽車制造商加快自動駕駛汽車上市進程
最新達成的雙方合作將IPG Automotive的仿真技術集成于Ansys沉浸式自動駕駛仿真解決方案之內
主要亮點
此次戰(zhàn)略合作伙伴關系將Ansys高保真物理仿真與IPG Automotive一流的駕駛仿真完美結合
Ansys VRXPERIENCE和IPG Automotive的CarMaker將加速自動駕駛汽車的軟件驗證與確認
Ansys和IPG Automotive正通力合作，加速推動高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）功能和自動駕駛汽車（AV）的開發(fā)、集成與驗證。Ansys? VRXPERIENCE?與IPG Automotive的CarMaker強強聯手，為雙方客戶提供虛擬環(huán)境中驗證并確認傳感器設計與性能的能力，加速開發(fā)流程與產品市場投放進程。
為滿足嚴苛的安全標準，汽車OEM廠商和供應商必須在數百萬個場景下測試ADAS功能，比如自動緊急制動、自動駕駛汽車及其周邊環(huán)境、交通狀況和天氣狀況等復雜交互。真實道路測試意味著要開展數十億英里的安全測試，不僅成本高昂，且極為耗時。只有借助仿真，才有望在我們有生之年將自動駕駛汽車投放市場，OEM廠商憑借Ansys VRXPERIENCE便能夠測試、驗證并在虛擬環(huán)境中體驗自動駕駛汽車的性能。
通過CarMaker產品系列，IPG Automotive為虛擬駕駛測試提供了豐富的功能。
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