汽车轮毂模态分析是指对汽车轮毂进行模态建模和分析,通过分析车轮毂的固有频率和振型,可以了解车轮毂的结构特性和振动特性,为轮毂的设计和优化提供参考依据。轮辋一阶模态一般要求进行250Hz管控,分析网格建议使用3mm二阶单元进行。

描述车轮侧向抵抗形变的能力,侧向刚度越大抗变形能力越强。车轮侧向刚度可以作为车轮传递特性重要指标之一,其大小能有效决定轮胎的隔振性能,同时影响结构噪声传递路
径,进而影响到整车噪声。通过过侧向传函曲线识别共振峰与反 共振峰,及其总质量,依据经验公式进行侧向刚度计算,一般要求指标在60-70KN/mm

等效作用在轮毂上的径向载荷近似服从余弦函数分布,载荷作用角度θ 的变化范围范围为 30°~40,将整个圆周分成至少10份进行加载
载荷:加载通过函数表达式,通过压强的方式,将载荷赋予给单元,而非节点
建模:建议使用2mm四面体网格外加0.001mm的包壳
目标:铝合金车轮一般要求最大应力小于210Mpa

加载:沿X/Z加载周期性变化的集中力,试验载荷沿圆周方向旋转一周,本案例中设置20个增量步,模拟轮胎旋转一周应力状态
目标:铝合金车轮一般要求最大应力小于210Mpa
建模:对模型进行有限元离散处理,采用四面体单元(包壳,厚度0.001mm),整体网格尺寸2*2mm,可以使用二阶四面体单元,保留局部细化(包壳能够更精确的计算出表面应力)


加载
工况1 :在以气门嘴0°(气门嘴中心与压块长边中心全局Y向坐标相同),压块刚体参考点加载全局Y向载荷F
工况2 :在以气门嘴90°(在工况1的基础上将轮辋沿轴向旋转90°),压块刚体参考点加载全局Y向载荷F
工况2 :在以气门嘴180°(在工况1的基础上将轮辋沿轴向旋转180°),压块刚体参考点加载全局Y向载荷F
备注:F=(0.6*车轮最大静载荷+180)*9.8

基于径向弯曲疲劳分析的应力结果,借助材料SN曲线进行多轴疲劳分析,弯曲工况按照30万次循环,径向按照100次循环(具体依据规范而定)
激活统计学分析,存活率建议设置99%(存活率设置越高疲劳寿命越低,计算的损伤越大
)
目标:损伤值小于0.2(具体参照规范)

7.1静力学单目标分析(弯曲、径向工况)
目标:柔度最小
约束:体积百分数不超过0.7(具体视情况而定)
响应:对应弯曲或径向工况下柔度、体积百分数
设计变量:设置循环对称

7.2单目标动力学分析
目标:平均特征值最大
约束:体积百分数不超过0.7(具体视情况而定)
响应:,自由模态求解下的关注模态频率、体积百分数
设计变量:设置循环对称

进行多目标拓扑分析之前需进行单目标分析,寻找设计空间,多目标需配合权重系数,比如平均特征值与静态分析柔度之间的权重、每个静态分析工况之间的权重、动力学分析不同特征值之间的权重系数

