基于ANSYS的车轮轮毂动态分析

本文基于ANSYS对轮毂做了静态分析、模态分析及谐波响应分析，得到车轮轮毂的总变形云图、前6阶的固有频率及其振型云图，并对轮毂固定约束状态下进行模态频率分析，并分析轮毂的振幅和扫描相位，得出其最大位移和形变等有效信息。

随着汽车保有量不断地提升，截止2019 年民用汽车拥有量25376.38 万辆，据国家统计局统计2018年用于交通运输、仓储和邮政业汽油消费总量达到2.2739 亿吨，与2017 年相比增加了3% [1]。如今汽车已不仅是一项交通工具，它的制造水平被看成衡量一个国家的现代化水平的标志之一[2]。据统计，到2016 年全世界重载汽车产量突破9000 万辆，相应的轮毂的生产量也十分巨大，在汽车整个产业中占相当大的比重。

汽车车轮对汽车车体有承载作用，可以将发动机的动力转化为驱动汽车前进的力。在汽车前进的过程中，车轮不但起着传递动力的作用，还能兼顾降低路面冲击的减震作用，同时还要受到驾驶人对汽车的转向、制动等工况带来的冲击，因此，车轮的设计性能将直接影响着汽车的舒适性、安全性及耐用性[3]。

轮毂是汽车车轮总成的重要组成部件，作为车轮的“骨架”，其同样要承受车辆重力的作用以及车辆行驶过程中各种工况下带来的作用力[4]。由于轮毂受力较为苛刻以及结构比较复杂，给轮毂的设计开发带来较大难度。本文将从静态、模态、谐波响应三态对汽车轮毂进行仿真从而分析轮毂的合理性。

2. 研究内容 此次研究对象选取汽车轮毂，下方是用ug 对汽车轮毂进行的三维建模，见图1： Figure 1. ug 3d modeling 图1. ug 三维建模 3. 静态分析 对轮毂施加约束和力之后进行静态分析可以得到它所受到的最大应力和应变程度，其分析步骤和结果如下所示： 使用mesh 进行网格划分，见图2，采用四面体网格，网格密度为默认10 mm 网格： 节点数 132,634 单元数 73,353