車輪的案例
熱烈祝賀第三屆國際車輪輕量化大會成功舉辦，共話車輪輕量化智造！
由上海易貿主辦、中信微合金化技術中心博士路洪洲、中國汽車工業協會車輪委員會副秘書長王孝東作為大會主席，鋁合金輪轂網作為戰略合作單位，各行業參會代表大力支持的以“合作創新，突破發展”為主題的 2018（第三屆）國際輕量化車輪產業峰會暨產品技術展示交流會于7月19日-7月20日在青島康大豪生酒店隆重舉行，現場吸引200+業內人士各界國內外車輪生產企業、整機廠、材料/技術/設備供應商、協會、咨詢機構踴躍參與，大會的演講嘉賓可謂陣容龐大，會議聚焦車輪輕量化行業市場發展趨勢，共話車輪輕量化智能制造與應用。 特別鳴謝：2018（第三屆）國際輕量化車輪產業峰會暨產品技術展示交流會成功舉辦離不開贊助商、所有與會嘉賓以及媒體的支持。
在此我們特別感謝：安徽匯泰車輪有限公司、徐州市達一重鍛科技有限公司、美國自動國際有限公司、南京銳邁涂料科技有限公司、上海ABB工程有限公司
感謝峰會合作媒體：鋁合金輪轂網、鋁加網、百鑄網、鑄件訂單網、中國制造網、中國車輪網、中國聚氨酯網、中國汽車供應商網、汽車江湖網、汽配工業網、機床市場采購網、中國儀器網、百卓采購網、中國道路運輸網、中國汽車材料網、制造資源網、中國智能制造網、新航線汽車網、綠色節能網、今日智造網、復材應用技術網、中國化工儀器網、連鎖中國網、壹象網、易加盟網、云同盟網、中國投資咨詢網、北極星電力網、化工英才網等50多家媒體對此屆峰會的大力支持。
大會第一天上午在中信金屬有限公司路洪洲博士的主持下正式開始。首先由中國汽車工業協會車輪委員會副秘書長王孝東就車輪市場的未來發展做了系統闡述，他提到鋁車輪標準定義及工藝流程介紹以及對行業現狀及發展前景做了進一步的展望.
展開 【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
輪胎規格:輪胎規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，國際鋼輪行業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，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 汽車車輪動態彎曲疲勞分析
來源：模態空間 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定。
車輪彎曲疲勞試驗是動態試驗，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 
彎曲工況下車輪強度、疲勞分析方法對比
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（垂直力、側向力和切向力轉矩）的作用[1]。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。車輪工作條件嚴酷，其質量直接影響汽車行駛過程的安全性，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破壞引起的，而在衡量疲勞性能的徑向疲勞試驗中，又以彎曲疲勞失效率最高。國外建立了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《GB/T 5334-2005乘用車車輪性能要求和試驗方法》對于乘用車車輪的試驗方法進行了規定。該試驗是使車輪在一個固定不變的彎矩下旋轉，或是車輪靜止不動承受一旋轉彎矩，以車輪不能繼續承受載荷（如結構失穩）和出現侵入車輪斷面的可見疲勞裂紋為失效標準。
本文利用5種建模方式對車輪進行離散，對彎曲工況車輪的強度與疲勞分析結果進行對比，尋找簡單且結果準確的建模方式。
1 模型描述
本文利用HyperMesh軟件分別采用以下五種方式進行建模 。
1.1模型1（殼單元離散，不考慮接觸與預緊力）
輪輞、輪輻與焊縫均使用殼單元模擬，總裝件的螺栓連接與加載軸均用KINCOUP剛性單元模擬，加載圓盤使用B31模擬，如圖1所示。
1.2模型2 （體單元離散，不考慮接觸與預緊力）
輪輞、輪輻、焊縫使用實體單元模擬，總裝件的螺栓連接與加載軸均用KINCOUP剛性單元模擬，加載圓盤使用B31模擬，如圖1所示。
展開 汽車CFD分析中，車輪旋轉不同模擬方法的比較研究
提高CFD方法的準確性需要考慮幾個方面，其中之一是如何準確模擬道路上的汽車行駛狀況，并且車輪旋轉的模擬是至關重要的。早在20世紀90年代，E。 Mercker 和G. Wickern等人指出，對于現代乘用車而言，車輪和車輪外殼約占總空氣阻力的30％。因此，車輪空氣動力學研究在車輛空氣動力學中起著重要作用。車輪旋轉是駕駛過程中車輪最突出的特征。前人的研究表明，車輪旋轉對氣動阻力，通風阻力和流場結構有顯著影響。由于車輪旋轉在車輛空氣動力學中的重要性，有必要選擇精確的車輪旋轉模擬方法，以確保數值結果的準確性。
目前常用的是三輪旋轉模擬方法：移動壁（MW），多參考框架（MRF）和滑動網格（SM）。在一些以前的文獻中，發現MW和MRF都可能帶來一些誤差，并且SM在這些方法中具有最高的精度。到目前為止，雖然已有一些文獻對這三種方法進行了比較，但他們一般都進行了定性分析。
定量分析或對誤差的深入研究都是不充分的。 SM方法只知道它消耗了太多的計算資源，但定量描述沒有明確表達。另外，在升力和通風阻力方面，三種方法的比較研究幾乎是空白。本文將比較兩種不同車型的三種旋轉仿真方法：快背式和a notchback DrivAer，并對結果進行深入分析，以探索誤差和流體機理。實驗數據也用于相關性。最后，將結合這些方法評估這些方法的適用性。
數值設定幾何和網格
在本文中，選擇了兩種不同的車型。一個是全尺寸通用快背轎車（沒有鏡子和光滑的車身底板），另一個是40％縮放的notchback DrivAer（帶鏡子和光滑的車身底板）。轎車型號長4.32米，寬1.66米，高1.15米。正面投影面積為1.82平方米。 DrivAer模型的長度為1.85米，寬度為0.70米，高度為0.57分鐘。這兩個模型可以在圖1中看到。
車輪半徑分別為0.311米和0.127米。
展開 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 我國鋁車輪鍛造技術及成形裝備的發展
圖9 鋁合金車輪旋轉輾鍛機
強力旋壓機
鋁合金車輪強力旋壓機是用于輪輞成形的核心裝備，此前，世界上只有德、美、日、西班牙等國能夠制造。國內專做車輪強力旋壓機的廠家較少，針對此問題，秦皇島燕大現代公司成功研制了鋁合金車輪強力旋壓機（圖10），各項性能指標均達到或超過進口產品，實現了車輪強力旋壓設備國產化，降低了用戶的設備采購成本，提高了產品競爭力。
圖10 鋁合金車輪強力旋壓機
結束語
我國鋁合金車輪鍛造技術源于歐洲，經過近20年的發展，已經陸續出現了直鍛旋壓復合工藝、短流程工藝、純直鍛工藝以及液態模鍛等新工藝。近些年，隨著汽車節能減排政策的陸續出臺，各生產廠家紛紛將目光轉向產品的輕量化設計研究和節能節材新工藝的開發，這也對配套成形設備提出了更高的要求，推動了我國鋁合金車輪鍛造技術和成形裝備的發展。
展開 PFC模擬太空車車輪運動 ￥15
然后用外部圖形導入的方式引入車輪的形狀。
我這里畫的時候沒有太注意大小和坐標，導入的時候寫個代碼用來放大縮小以及移動，這個都比較容易實現。
之后將車輪下壓到指定的壓力結束，這里在車輪移動的時候沒有進行伺服平衡，因為比較吃計算速度，代碼保留在下壓文件的最后一部分。
研究車輪，我這里主要講滑轉率作為一個變量。當滑轉率為1的時候，車輪相當于在原地打滑。
這里給出0.5滑轉率下車輪在砂土上的移動產生的土體位移圖。
可以看到土壤在車輪下形成一條滑移帶。也可以研究力的變化
這個是車輪運動時候的力鏈圖，可以看到力主要聚集于車輪的前半部分。
力的變化可以看出水平力圍繞某一個值在變化，豎向力減小到某一個值周圍變化。
展開 車輪碾壓路面滾動行走仿真基礎 ￥1
事實上車輪碾壓地面向前滾動是一個相對新手比較頭疼的，一開始不清楚如何去設置載荷。為了模擬車輪壓馬路的效果，建立車輪和路面簡化模型。
假設模擬虛擬的路面是剛性的，在賦予材料后，可以通過Interaction模塊下給部件強行轉為剛體結構，或者直接建立這個模型為離散剛體，兩種方法得到目的是一致的。
車輪內圈面與rp參考點剛性耦合。
路面施加固定約束，車輪與路面分開微小的距離0.1，然后分為“壓臺”和“行走”兩步加載。
step1：車輪下壓0.11與路面接觸
step2：車輪行駛方向釋放，繼續保持下壓量，然后施加旋轉位移，旋轉方向根據右手原則規定。
分析結果
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
提高CFD方法的準確性需要考慮幾個方面，其中之一是如何準確模擬道路上的汽車行駛狀況，并且車輪旋轉的模擬是至關重要的。早在20世紀90年代，E。 Mercker 和G. Wickern等人。指出，對于現代乘用車而言，車輪和車輪外殼約占總空氣阻力的30％。因此，車輪空氣動力學研究在車輛空氣動力學中起著重要作用。車輪旋轉是駕駛過程中車輪最突出的特征。前人的研究表明，車輪旋轉對氣動阻力，通風阻力和流場結構有顯著影響。由于車輪旋轉在車輛空氣動力學中的重要性，有必要選擇精確的車輪旋轉模擬方法，以確保數值結果的準確性。
目前常用的是三輪旋轉模擬方法：移動壁（MW），多參考框架（MRF）和滑動網格（SM）。在一些以前的文獻中，發現MW和MRF都可能帶來一些誤差，并且SM在這些方法中具有最高的精度。到目前為止，雖然已有一些文獻對這三種方法進行了比較，但他們一般都進行了定性分析。定量分析或對誤差的深入研究都是不充分的。 SM方法只知道它消耗了太多的計算資源，但定量描述沒有明確表達。另外，在升力和通風阻力方面，三種方法的比較研究幾乎是空白。本文將比較兩種不同車型的三種旋轉仿真方法：快背式和a notchback DrivAer，并對結果進行深入分析，以探索誤差和流體機理。實驗數據也用于相關性。最后，將結合這些方法評估這些方法的適用性。
數值設定幾何和網格
在本文中，選擇了兩種不同的車型。一個是全尺寸通用快背轎車（沒有鏡子和光滑的車身底板），另一個是40％縮放的notchback DrivAer（帶鏡子和光滑的車身底板）。轎車型號長4.32米，寬1.66米，高1.15米。正面投影面積為1.82平方米。 DrivAer模型的長度為1.85米，寬度為0.70米，高度為0.57分鐘。更多信息可以參考[10]。這兩個模型可以在圖1中看到。
展開 
simufact.forming車輪輥形旋壓仿真模擬
:victory::victory::victory: 不知道大家有沒有關注車輪旋壓的呢？之前對于車輪方面的仿真作了一些案例，一直沒有時間整理，今天整理一下了奉獻給大家吧！希望大家多多交流，共同進步！加油！
我們都知道車輪的生產工藝根據材料不同采用的工藝也不同，常見的鋼制分體車輪一般采用沖壓加焊接的方式生產，好一點的還有整體輥壓成形及旋壓成形；現如今隨著汽車輕量化的發展，鋁合金車輪也日益常見，低端的采用鑄造和鍛造的方式加工，高端的還有先鑄造或鍛造出毛坯，然后再旋壓；那么我們今天所討論的案例就是關于高端車輪的輥壓、旋壓成形仿真。因為這些工藝不僅是實際加工中的難點，也是仿真模擬的難點。
說到仿真，不得不說到相關軟件，俺就一些使用經驗大概說一下吧！旋壓工藝仿真這種非穩態的仿真為了得到較為精確的計算結果，一般需要采用隱式非線性求解器、六面體單元及彈塑性材料模型進行仿真建模計算。而目前常用的金屬成形仿真軟件中，ANSYS主要用為線性求解器，主要為非線性求解，所以求解功能不足以解應對旋壓成形的復雜計算。用得比較廣泛的DEFORM呢？又無法進行六面體網格的劃分及重劃分，而且其彈塑性求解功能不夠精確，彈塑性材料模型也很少。MARC和ABAQUS似乎同時滿足以上兩個要求，但作為通用有限元仿真軟件，其操作的復雜性導致旋壓仿真建模較為不易，因為車輪的旋壓中，旋輪路徑都是復雜的曲線，且芯模與頂料機構是主動旋轉，旋輪在進給的同時，由于受到摩擦力的作用，發生被動旋轉。
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。
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：
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。
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。
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