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(1)本文選擇了碳纖維作為汽車輪轂的材料,利用丁三維設計軟件SOILDWORKS進行汽車輪轂的造型設計,并結合了有限元分析ABAQUS技術對汽車輪轂進行結構分析、尺寸優化以及拓撲優化。在保證汽車輪轂質量的前提下,降低了生產成本,提高了生產效率。

摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。

摘要：本實例展示了如何使用經濟軸對稱模型對螺栓管法蘭連接進行設計分析，以及如何評估軸對稱模型的精度。模型中使用了多級子模型分析對比不同大小子模型對于分析結果精度的影響。結果表明，簡化的軸對稱子模型在分析精度上具有較好的保真度。關鍵詞：接觸，螺栓載荷，局部坐標系定義1.幾何模型螺栓法蘭連接結構主要包含三部分：法蘭（flange）、螺栓（bolt）、墊片（gasket）。

在汽車行業，從最初的線彈性部件分析到汽車結構中大量的非線性問題分析，到現在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等，有限元科技CAE應用項目幾乎可以涵蓋所有環節。今天和大家分享的是：汽車設計中的結構/材料優化分析。結構/材料優化優化設計包括尺寸優化、形狀優化、形貌優化和拓撲優化，而表現在汽車設計中則有輕量化、材料節能環保、提高動力性能等。

NEI新研發的低摩擦輪轂軸承系列已考慮所有需要改進的參數，以滿足客戶對于效率的需求。 在以軸向游隙為目標凍結軸承微觀幾何的同時，我們也會優化法蘭的錐面接觸。合適的錐面接觸點位置不僅可以保持較高的軸向承載能力（同時管理轉向負載），對于優化軸承的功率損失也至關重要。

1 引言 隨著生活品質的不斷提升，人們對汽車綜合性能的要求也日益增長。其中，減輕振動強度和降低噪聲是提高乘車舒適性的重要內容之一。模態分析與試驗是其中關鍵技術之一，通過模態試驗分析，得到產品結構的模態參數，可為結構設計部門進行結構系統的振動特性分析、結構動力特性優化設計和修改提供準確的參數依據和方向。

為了解決這個難題，可以將輪轂軸承的工程分析拆分為以下幾個關鍵步驟。

本教程包含了結構分析的相關知識要點，從網格劃分開始，到線性分析、非線性分析、疲勞分析等。前處理使用了ANSA(僅網格劃分)、HyperWorks(網格劃分、NASTRAN、ABQUS)、ABAQUS、nCode相關CAE分析軟件。其中針對汽車CAE結構開發中的分析要求進行了匯總整理，隨著時間推移其中一些分析方法有可能已更新，但還是有參考價值。

本案例以某乘用車輪轂為研究對象，應用自主有限元軟件PERA SIM建立輪轂有限元模型，并依據國家標準 GB/T5334-2005《乘用車車輪性能要求和試驗方法》建立仿真工況，完成輪轂的剛度、強度分析，為輪轂的進一步結構優化設計提供了依據。并將計算結果與目前主流的商業軟件比對，驗證了國產自主軟件PERA SIM的高精度計算。

輪轂作為汽車最外顯的部件之一，其設計絕不僅是工程問題。它對汽車的意義不亞于鞋子對于人：60歲小伙穿豆豆鞋，不合適。 輪轂的外觀，會直接影響整車的顏值及氣場——廉價還是高端，運動還是商務。 但無論美丑，結構強度都是基礎，脫離了安全的好看沒有意義。 一個合格的輪轂需要能承受車身重量、路面沖擊、加減速時的扭矩、無數次的應力循環。

一、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——產品結構總體分析，二、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——產品進膠分析三、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位

而輪轂電機技術是將電機裝在輪轂內，不經過任何機械結構的傳遞，直接驅動車輪。 輪轂電機技術并非新生事物，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發明專利，裝備輪轂電機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應用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量僅增加15Kg，但產生的驅動扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。

而輪轂電機技術是將電機裝在輪轂內，不經過任何機械結構的傳遞，直接驅動車輪。 輪轂電機技術并非新生事物，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發明專利，裝備輪轂電機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應用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量僅增加15Kg，但產生的驅動扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。

產品結構優化 在現有的側圍和后流水槽產品結構形式的基礎上重新定義分塊線，如圖4 所示，優化結構后的側圍法蘭邊和后流水槽法蘭邊采用點焊連接，隱藏于D 柱飾板下方不可見。其優點是無需產線改造，不增加焊接成本，相比激光釬焊成本更低，法蘭搭接、焊接變形和焊點壓痕均不可見，大大提高了該區域精致性和美觀性。因此認為該方案為提升汽車后流水槽區域感官品質的最優方案。

輪轂結構的強度計算屬于極其復雜的工程實際問題，利用現有的工程力學和彈性力學等理論很難準確地對承受復雜載荷的輪轂結構進行受力狀態描述，即通過理論計算難以獲得輪轂強度、壽命問題的解析解。問題和難點風力機輪轂的設計及強度分析存在以下的問題和難點：1.

以純電動汽車為例，常見的動力總成拓撲結構包括有：中央驅動式動力總成、輪邊驅動式動力總成和輪轂直驅式動力總成等，如圖1所示。本文即以上述三種典型的動力總成拓撲結構為研究對象。 輪轂電機驅動方式用于微型純電動汽車，主要研究了拓撲結構的構型和參數設計。多輪驅動轉矩協同控制解決了車輛防滑工況時的縱向驅動轉矩和加速度降低等問題。

汽車案例舉例 上海大眾汽車有限公司作為Simufact的資深客戶，已經熟練使用Simufact welding解決實際結構件的焊接變形問題，隨著仿真數據及仿真經驗的積累，針對不同結構和焊接工藝，已經具備一些仿真判斷標準。一些結構焊接工藝的規劃，經過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質量控制，受益明顯。

表4 輪轂電機優缺點分析③ 性能提升對策輪轂電機在性能上面臨的主要問題是簧下質量的提升對舒適性和操控性的影響；與輪轂集成后的散熱問題和制動能量回收問題，以及隨之而來的防震、防水和防塵等。主要提升的技術手段及對策如表 5 所示。表5 輪轂電機性能提升對策