汽车轮毂造型与结构设计一体化方法研究

论文摘要

轮毂是车辆承载最重要的安全部件,其内在质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员物资的安全性,还影响到车辆在行驶过程中的平稳性、操纵性、舒适性等性能。这就要求轮毂的尺寸精度高、动平衡好、疲劳强度高、有好的刚度和弹性、质量轻、美观等。随着人们对汽车在安全、环保、节能、舒适等方面要求的不断提高,以及铝合金轮毂在设计与制造技术上的不断进步,与钢制轮毂相比,铝合金轮毂具有安全、散热好、耐腐蚀、美观、舒适、质轻、节能、疲劳强度高、加工性能好、材料可回收等优点,正逐步代替钢制轮毂成为最佳选择。如今,汽车铝合金轮毂正在向轻量化、高强度、大直径、美观化等方向发展,铝合金轮毂制造技术的主要发展趋势是自动化、智能化、节约、节能和环保。我国已成为了世界铝合金轮毂生产大国。与世界先进水平相比,国内企业在铝合金轮毂的设计开发和制造技术方面尚存在较大的差距,总体的生产技术和装备水平、产品的设计水平、产品的技术含量和质量水平还有待进一步的提高。以三维实体造型技术,有限元分析技术,计算机辅助制造技术为基础的零部件的结构设计、性能分析、运动仿真和模拟加工等已经得到了广泛应用,并形成了“CAD/CAE/CAM”一体化技术。在此背景下,本文利用CAD/CAE一体化技术对轮毂进行造型、结构设计、受力分析、性能优化等方面的研究,从而在保证轮毂的性能和使用要求的条件下,既满足中国人对造型的审美要求,又缩短轮毂的开发周期,降低生产成本的目的。鉴于轮毂在结构形式、制造材料上有较大的差异,所以本文研究的主要对象是铝合金轮毂,并借助CAD/CAE一体化技术的研究方法,分析其合理性,从全局出发,讨论出一套造型与结构设计一体化的方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 导论
• 0.1 汽车轮毂造型与结构设计一体化的必要性
• 0.2 课题的背景和研究意义
• 0.3 国内铝合金轮毂的生产及研究现状
• 0.3.1 铝合金轮毂市场需求
• 0.3.2 国内铝合金轮毂生产概况
• 0.3.3 国内轮毂行业的整体形势的特点
• 0.4 铝合金轮毂在境外生产与研究现状
• 0.4.1 境外铝合金轮毂制造业概况
• 0.4.2 国外铝合金轮毂的生产方式
• 0.5 论文的研究内容与研究方法
• 0.5.1 研究方法
• 0.5.2 技术路线
• 0.5.3 可行性分析
• 第1章 汽车轮毂造型的审美研究
• 1.1 审美的定义
• 1.1.1 审美理论的渊源
• 1.1.2 审美理论的内容
• 1.2 汽车轮毂造型审美的外在研究
• 1.2.1 轮毂古代造型历史
• 1.2.2 轮毂的产品类型定位
• 1.2.3 轮毂的造型的外在表现形式
• 1.2.4 轮毂造型的形式美
• 1.3 汽车轮毂审美的内在研究
• 1.3.1 轮毂造型的深层文化内涵表达
• 1.3.2 中国人审美心理的分析
• 1.3.3 基于中国人的审美心理的本土化设计
• 1.4 本章小结
• 第2章 汽车轮毂的造型方法
• 2.1 汽车轮毂的造型分析
• 2.1.1 轮毂造型几何构成
• 2.1.2 轮毂的其他构成元素
• 2.2 轮毂造型与汽车整体造型的关系
• 2.2.1 汽车造型与轮毂造型的演变
• 2.2.2 轮毂造型与汽车造型风格匹配
• 2.3 汽车轮毂的造型方法
• 2.3.1 造型语义法
• 2.3.2 仿生造型法
• 2.3.3 新技术在轮毂造型中的运用
• 2.4 本章小结
• 第3章 汽车轮毂的结构设计
• 3.1 汽车铝合金轮毂的结构分析
• 3.2 铝合金轮毂的结构设计要求
• 3.3 轮毂结构的有限元虚拟分析
• 3.3.1 有限元法的发展及其应用
• 3.3.2 有限单元法的基本概念及结构
• 3.4 轮毂结构的优化
• 3.5 本章小结
• 第4章 轮毂造型与结构设计一体化的实现过程
• 4.1 轮毂CAID/CAE 一体化软件平台的选择
• 4.1.1 AliasStudio 在造型方面的特点及优势
• 4.1.2 Abaqus 在结构分析方面的特点及优势
• 4.2 轮毂CAD/CAM 一体化方法流程
• 4.2.1 汽车轮毂造型的草图
• 4.2.2 轮毂造型的二维效果图
• 4.2.3 轮毂造型的非参数化建模
• 4.2.4 模型的渲染
• 4.2.5 参数化轮毂造型的结构分析
• 4.3 铝合金轮毂弯曲疲劳试验
• 4.3.1 试验标准
• 4.3.2 试验设备
• 4.3.3 测试弯矩计算
• 4.3.4 轮毂台架试验的有限元模拟
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介