基于有限元分析的某重型商用车轮毂总成的优化设计开题报告

1. 研究目的与意义

汽车轮毂是汽车的一个重要部件,直接关系着汽车的运行安全,因此汽车轮毂的质量和性能必须要得到保障。

车辆的动力学行为最终要通过车轮和地面产生摩擦作用来实现，而轮毂是车轮的骨架和基础，作为汽车和路面间的唯一接触部件，轮毂在工作中承受极为复杂的载荷，常常处于多轴应力状态，其可靠性对车辆行驶的安全性至关重要，故应用多轴疲劳理论对轮毂的疲劳寿命进行研究有十分重要的意义。

本毕业设计以某款商用车的轮毂总成为研究对象，对其在多轴载荷下的损伤特点和寿命预测方法进行了深入研究。

2. 课题关键问题和重难点

2.1关键问题：（1）轮毂参数的确定，如轮毂大小的选择，重型商务车的选择等：设计客车的总体结构，结构较为复杂。

以及客车受力情况的确定是本次毕业设计的前期主要工作，如计算不当，会造成活期工作的极大困难；（2）对于车轮轮毂的有限元分析：本次毕业设计的主要创新点是采用有限元分析的方法，根据有限元分析结果对汽车轮毂提出优化方案。

因此，有限元工具选用是否适当，在分析过程中是否正确将影响到总体优化方案的合理性及可行性。

3. 国内外研究现状（文献综述）

3.1 有限元方法介绍有限元法其实就是把分析体分成由许多节点组成的小单元，每个单元都是由节点相互连接，应力通过节点与节点相互连接来传递，对每一个节点都建立求解方程并将这些方程联立，从而得到整个模型的基本方程。

单元是由节点之间的连接组成的，由于节点的分布规律不同，造成单元的形状也不同，把一个实体模型离散成大量的单元，对模型施加的力作用在节点上，然后在各个单元上传递，根据力和位移的关系在节点上监理方程，在计算机技术高速前进下，cae软件的制作日益成熟，功能更加齐全，使得有限元法在工业领域、建筑领域、航空领域等都成为可靠使用的数值分析计算方法。

[1]目前由于有限元法的分析计算能力强，在各个行业中都取得了理想的计算结果。

4. 研究方案

（1）以多参数载荷下结构的应力分布特点和影响因素为研究内容，首先对多参数载荷下薄壁圆筒试件的应力特点进行了仿真分析，探讨了各载荷幅值比和相位差对结构应力分布的影响。

以观测轮毂在不同应力条件下的受力情况，为优化设计做准备；（2）通过优化设计与计算具体参数，利用三维建模软件建立了轮毂总成的三维模型，并建立有限元模型；（3）根据实际行驶工况定义模型的边界条件，对模型单元大小和离散载荷步选取方式对计算结果的影响进行探讨。

以求得最接近实际受力情况的分析结果，减小误差；（4）采用有限元仿真的方式对试件的多轴随机试验过程进行模拟，并将仿真结果进行合理性评价，以得出具体优化某型车轮毂结构总成的方法。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料,撰写开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。