概述

    轎車行駛時(shí)，由路面不平以及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和車輪等部件引起的振動(dòng)問(wèn)題，激發(fā)了汽車的振動(dòng)，影響著汽車行駛的平順性。通常情況下，汽車在凹凸不平的路面行駛時(shí)其振動(dòng)會(huì)增大很多。路面不平引起的振動(dòng)作為轎車振動(dòng)的基本輸入，其頻率范圍約為0.5-25Hz。雖然轎車通過(guò)的時(shí)間很短，但會(huì)對(duì)轎車形成較大的沖擊，立刻會(huì)使乘坐的人員感覺(jué)不舒服，影響乘坐的舒適程度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損害乘坐人員的健康或者對(duì)運(yùn)輸?shù)呢浳镌斐蓳p壞。解決在隨機(jī)不平路面激勵(lì)下的振動(dòng)問(wèn)題，是提高汽車行駛平順性、安全性及零部件可靠性的重要基礎(chǔ)。汽車鋼圈生產(chǎn)廠家應(yīng)用三維實(shí)體造型軟件Pro/EN-GINEER對(duì)某型轎車車輪鋼圈進(jìn)行了三維建模，并與有限元軟件ABAQUS無(wú)縫集成，進(jìn)行了強(qiáng)度分析和模態(tài)分析。

1．鋼圈實(shí)體模型

    由于轎車鋼圈的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，輪轂和輪輻邊上的倒角對(duì)模型動(dòng)力學(xué)分析影響不大。于是，將輪轂和輪輻邊的倒角忽略掉，以減少有限元模型的規(guī)模，僅將其質(zhì)量折算到相應(yīng)位置。本文應(yīng)用常用于汽車研究領(lǐng)域的三維造型軟件Pro/ENGI-NEER對(duì)某型車輪鋼圈進(jìn)行了三維建模，如圖1所示。該鋼圈模型主要由以下三部分組成：輪輻、輪芯、輪轂。輪轂、輪輻均由優(yōu)質(zhì)板料沖壓而成，為提高輪輻剛性，常沖壓成起伏多變的形狀，同時(shí)為減輕重量，在鋼圈上設(shè)有長(zhǎng)弧形孔。

2．鋼圈有限元模型

     把Pro/ENGINEER建立的鋼圈實(shí)體模型另存為x__t格式通過(guò)ABAQUS進(jìn)行導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)Pro/ENGINEER和ABAQUS的無(wú)縫集成。鋼圈材料為AM91D，彈性模量E=45Gpa，泊松比μ=0.35，許用最大彎曲應(yīng)力[σ]=250Mpa。鋼圈的最大外徑為406x182(mmxmm)。在螺栓孔上加Y方向和Z方向的移動(dòng)約束和X方向和Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)約束。用于一階四面體(C3D4)對(duì)鋼圈模型進(jìn)行離散，形成167502個(gè)單元格。圖2為轎車鋼圈有限元模型。