車輪是車輛行駛系統(tǒng)的重要安全部件,其性能對整車的安全性和可靠性起著至關(guān)重要的作用。車輪的疲勞性能是其一項重要的性能指標(biāo),SAE、ISO以及我國的GB都對其做出了詳細(xì)的技術(shù)要求,其中彎曲疲勞試驗和徑向疲勞試驗是車輪必須要通過的性能測試實驗。傳統(tǒng)的車輪設(shè)計大多憑借設(shè)計人員的經(jīng)驗積累,具有很大的盲目性。為了適應(yīng)日益激烈的市場競爭,目前國內(nèi)外大多車輪企業(yè)都引入了有限元方法來指導(dǎo)車輪的設(shè)計過程。目前,有限元分析已發(fā)展的日趨成熟,但是模擬預(yù)測的結(jié)果與實際結(jié)果仍有一定的差距,造成的這一現(xiàn)象的主要原因是材料數(shù)據(jù)輸入不夠精確以及邊界條件的設(shè)置與真實條件有一定差別。鋁合金輪轂的制造為復(fù)雜的低壓鑄造過程,鑄造過程中產(chǎn)生的缺陷和組織不均會對輪轂的力學(xué)性能產(chǎn)生影響,因此,在有限元分析的過程中如果設(shè)置均勻的材料屬性勢必會對有限元的分析結(jié)果產(chǎn)生影響。針對這一問題,本文首先對鋁合金輪轂的低壓鑄造過程進(jìn)行模擬,預(yù)測其缺陷及組織的分布,然后通過編寫Fortran程序,建立以二次枝晶臂為影響因素的材料模型,基于ABAQUS的二次開發(fā),通過UMAT接口引入考慮鑄造缺陷的材料模型,模擬車輪的彎曲及徑向疲勞試驗,最后通過FE-S... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

本課題的分析流程

圖 2-1 輪轂的低壓鑄造示意圖熔爐和模腔的通道，熔爐保持高溫從而使合金一直處熱性，大都是由鑄鐵和工具鋼的混合材料制成。鑄鑄造過程是從熔爐內(nèi)的液態(tài)合金加壓開始，對密閉氣體壓力，在加壓的過程中，熔融狀態(tài)下的鋁合金液充滿模腔之后，為了減少鑄造缺陷，還會有一個合金液的溫度，為了實現(xiàn)順序凝固，還會在模具上的作用下，液相的鋁合金液會慢慢凝固。待模腔內(nèi)模，垂直升起頂模，隨后頂桿便會把成型的輪轂頂開開始的狀態(tài)開始鑄造下一個輪轂。一般情況下，一鑄造過程中的合金液的冷卻過程直接影響著車輪的質(zhì)控制參數(shù)以及升壓保壓參數(shù)等都顯得格外重要。 軟件簡介

和自定義材料數(shù)據(jù)庫。通過 ProCAST 軟件可以分析預(yù)測鑄造過程中產(chǎn)生的縮松、縮孔、沖砂等缺陷，還可以進(jìn)行模具壽命、工藝開發(fā)和可重復(fù)性等相關(guān)工藝分析。ProCAST 由多個模塊組成，主要包含設(shè)置材料及邊界條件的前處理模塊（PreCAST）、網(wǎng)格劃分模塊（MeshCAST）、分析缺陷及組織的后處理模塊（ViewCAST）。在 PreCAST 模塊中可以設(shè)置鑄造的初始條件和邊界條件，計算機正是通過識別的這些初始條件和邊界條件進(jìn)行分析計算的。在 MeshCAST 模塊中，可以對鑄件和模具進(jìn)行二維和三維網(wǎng)格的劃分。利用 ProCAST 進(jìn)行鑄造模擬時的基本步驟如下：a.在 MeshCAST 模塊中導(dǎo)入幾何模型并對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分；b.進(jìn)入到 PreCAST 模塊中定義材料屬性并設(shè)置相關(guān)初始條件和邊界條件；c.在 ProCAST 模塊進(jìn)行模擬計算；d.在 ViewCAST 模塊中查看結(jié)果或進(jìn)行后處理�；镜挠嬎懔鞒倘鐖D 2-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]非金屬工程材料疲勞特性研究及工程應(yīng)用[D]. 沈煒.大連理工大學(xué) 2013
[2]基于有限元的鋁合金車輪結(jié)構(gòu)分析[D]. 周祿禹.華東理工大學(xué) 2013
[3]汽車用鋁合金車輪低壓鑄造過程的數(shù)值模擬及其疲勞性能分析[D]. 周堃.江蘇大學(xué) 2009
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本文編號：3583370