有限元法在汽车车轮分析中的应用与性能评估

本文主要探讨了2013年关于汽车车轮的有限元分析技术在工程实践中的应用。随着20世纪60年代中期以来有限元法的飞速发展，它已成为工程领域尤其是汽车设计中的重要工具。作者利用UG软件，一种强大的三维参数化设计软件，对汽车车轮进行了深入的静力学、模态分析以及疲劳分析。 在有限元法的应用过程中，首先介绍了建立分析模型的一般步骤，这包括将复杂的车轮结构划分为多个称为有限元的小部分，每个部分采用近似的线性或非线性模型来简化问题。通过对车轮进行静力学分析，研究人员考察了车轮在承受整车重量和路面作用力时的变形和应力分布，结果显示位移量极小，应力远低于材料的屈服强度，确保了足够的强度和安全性。 模态分析则关注车轮的振动特性，研究其在不同频率下的响应。结果显示车轮的震动频率远高于可能导致共振的频率范围，从而避免了共振问题的发生，保证了车辆行驶的平稳性。 疲劳分析则考虑了车轮在长期运行中可能面临的疲劳破坏风险。通过对车轮施加重复载荷下的应力分析，得出疲劳安全系数和应力安全系数均大于1，这意味着车轮在预期的使用寿命内具有良好的抗疲劳性能，符合相关行业标准。 通过这些分析，UG软件不仅帮助工程师们在设计阶段就预测并优化车轮的性能，还能够节省产品开发的时间，提高设计效率。这篇论文不仅对汽车行业的设计实践具有实际指导意义，也为后续的科研工作提供了有价值的参考案例，展示了有限元法在汽车零部件如车轮分析中的强大应用潜力。