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圖 2-1 為輪轂的截面圖對應(yīng)輪轂各部分名稱。

摘 要：為達(dá)到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設(shè)計階段對汽車輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)尋優(yōu)。

??? 5月特輯：聚焦輪轂&前蓋兩大核心零部件，共計8期視頻深度連載。本篇進(jìn)度：▓??????? （1/8）輪轂仿真第①期-模態(tài)分析你的輪轂，會在高速上“碎”掉嗎？為了追求極致輕量化，現(xiàn)在的汽車輪轂被掏得越來越空，輻條越做越細(xì)。作為設(shè)計工程師，你是否有過這種“心虛”時刻：材料扣掉這么多，萬一在高速上過個坑，直接斷掉怎么辦？

而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件之一——輪轂，也成為了研究的熱點之一。為了保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全和可靠性，輪轂的強(qiáng)度分析顯得尤為重要。為此，一款名為“風(fēng)電輪轂力學(xué)分析APP”的軟件應(yīng)運(yùn)而生。這款軟件借助Simdriod軟件，能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂進(jìn)行強(qiáng)度分析，并將仿真模型和流程封裝成APP。

解決方案：基于DTEmpower的輪轂強(qiáng)度分析建模實戰(zhàn) 為了對輪轂在不同載荷下的應(yīng)力情況進(jìn)行快速分析，快速判斷輪轂結(jié)構(gòu)的可靠性，本案例基于DTEmpower數(shù)據(jù)建模平臺，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法建立輪轂載荷和輪轂應(yīng)力之間高精度的回歸模型，為輪轂的強(qiáng)度分析提供代理模型支撐。輪轂強(qiáng)度分析建模試驗11.

而輪轂電機(jī)技術(shù)是將電機(jī)裝在輪轂內(nèi)，不經(jīng)過任何機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳遞，直接驅(qū)動車輪。 輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，知名的汽車大師費迪南德·保時捷就在1896年獲得到了英國賦予的輪轂電機(jī)發(fā)明專利，裝備輪轂電機(jī)的電動車也隨之誕生。2003年通用汽車將自行研制的輪轂電機(jī)應(yīng)用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量僅增加15Kg，但產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。

而輪轂電機(jī)技術(shù)是將電機(jī)裝在輪轂內(nèi)，不經(jīng)過任何機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳遞，直接驅(qū)動車輪。 輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，知名的汽車大師費迪南德·保時捷就在1896年獲得到了英國賦予的輪轂電機(jī)發(fā)明專利，裝備輪轂電機(jī)的電動車也隨之誕生。2003年通用汽車將自行研制的輪轂電機(jī)應(yīng)用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量僅增加15Kg，但產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。

NEI與ConMet等知名輪轂制造商長期合作，并為全球范圍內(nèi)為商用車主機(jī)廠及一級供應(yīng)商提供各種輪轂軸承單元，其最受歡迎的產(chǎn)品之一就是輪轂軸承單元。 由于地形、運(yùn)行環(huán)境和車輛載荷的多樣性，輪轂軸承在運(yùn)行過程中承受著非常復(fù)雜的載荷工況。如何維持輪轂軸承內(nèi)部的良好工作機(jī)制，以更精確地預(yù)測軸承使用壽命變得更加重要。

NEI與ConMet等知名輪轂制造商長期合作，并為全球范圍內(nèi)為商用車主機(jī)廠及一級供應(yīng)商提供各種輪轂軸承單元，其最受歡迎的產(chǎn)品之一就是輪轂軸承單元。 由于地形、運(yùn)行環(huán)境和車輛載荷的多樣性，輪轂軸承在運(yùn)行過程中承受著非常復(fù)雜的載荷工況。如何維持輪轂軸承內(nèi)部的良好工作機(jī)制，以更精確地預(yù)測軸承使用壽命變得更加重要。

圖1 鋁合金輪轂結(jié)構(gòu)鋁合金輪轂結(jié)構(gòu)如圖1所示，材料為6061鋁合金，直徑為?669mm，高度為278mm。由于鋁合金輪轂尺寸較大，鍛造成形過程復(fù)雜，采用一次性鍛造成形通常需要較大的成形力且材料填充不飽滿，需要增加一道預(yù)鍛工序。

2.1 車輪模態(tài)試驗分析 輪轂的約束條件一般有：自由懸掛和柔性支撐。由于模態(tài)測試主要測量輪轂的固有特性，因此在模態(tài)測試中采用自由懸掛方式，利用彈性繩將輪轂懸掛起來，模態(tài)測試如圖2所示。 圖2 自由懸掛的輪轂 在進(jìn)行模態(tài)測試前，需要建立試驗?zāi)B(tài)模型，并以點線面的形式描繪輪轂形狀。

本案例以實現(xiàn)輪轂電機(jī)多學(xué)科仿真一體化設(shè)計為核心目標(biāo)，利用參數(shù)化仿真、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)手段來構(gòu)建集成仿真平臺及其數(shù)據(jù)管理和交互系統(tǒng)，開發(fā)了輪轂電機(jī)多學(xué)科仿真設(shè)計集成平臺，平臺集成了電機(jī)電磁場、應(yīng)力場與溫度場仿真設(shè)計模塊，可實現(xiàn)輪轂電機(jī)多學(xué)科的一鍵式自動化仿真，同時能夠?qū)Χ鄬W(xué)科的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理。該集成平臺極大簡化了產(chǎn)品的設(shè)計流程并提高了設(shè)計效率與質(zhì)量。

1、輪轂電機(jī)：結(jié)構(gòu)與原理 輪轂電機(jī)是一種將動力、傳動和制動裝置集成在輪轂內(nèi)部的創(chuàng)新性動力裝置。其工作原理基于電磁感應(yīng)，通過定子繞組中的電流產(chǎn)生磁場，與轉(zhuǎn)子磁場相互作用，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而帶動車輪轉(zhuǎn)動。輪轂電機(jī)省去了傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)的復(fù)雜部件，結(jié)構(gòu)更為簡化，布局更加靈活。

目前常用車型的輪轂多為鋁合金材質(zhì)，鋁合金輪轂從生產(chǎn)工藝上大致可分為鑄造和鍛造兩種。鑄造工藝技術(shù)相對簡單，成本比較低廉，造型相對常規(guī)，是量產(chǎn)輪轂的首選生產(chǎn)工藝。而鍛造輪轂，耐疲勞性、拉伸強(qiáng)度、重量等性能指標(biāo)好于鑄造輪轂，其制造工藝是通過鍛造完成基礎(chǔ)胚體生產(chǎn)再進(jìn)行機(jī)加工、切削等后續(xù)處理完成成品。個性造型自由度較高，國內(nèi)一些大型輪轂生產(chǎn)企業(yè)也接受鍛造輪轂的定制服務(wù)。

最近雷軍的一句“（造車）最難的是做輪轂”，爭議頗大，吸引很多吃瓜群眾（包括我）。但這句話其實出自雷軍2024年的一段采訪。原話是：140年里面，全世界最聰明的設(shè)計天才們，幾乎窮盡了所有想法。最難的是做輪轂……今天你要做一個特別好看的輪轂，別人沒做過的，那神。 不難看出，雷軍的原意是“輪轂想做的好看，和前人不一樣，很難”。

工程描述 圖1 斜流風(fēng)扇輪轂參數(shù)化模型某斜流風(fēng)扇參數(shù)化模型如圖1所示，該斜流風(fēng)扇的參數(shù)化模型共包含輪轂入口和出口半徑、輪緣進(jìn)出口角度、輪轂和輪緣內(nèi)部截面線變化、包角變化參數(shù)等共15個設(shè)計變量。

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摩托車輪輞是摩托車車輪的外部，為輪胎提供支撐并將其連接到輪轂