一、车轮结构强度的有限元分析及应用（论文文献综述）
范童柏[1]（2021）在《高速动车组制动盘螺栓载荷及疲劳损伤研究》文中认为随着列车运行速度不断提高,轮轨激扰振动和空气制动热载荷更加剧烈,轮对上各零部件承受着复杂的载荷。制动盘螺栓作为制动系统的关键零部件,在列车运行中不能出现任何松动甚至断裂等异常事故,其可靠性决定了高速列车的最高运行速度和运行安全。当前国内高速动车组在某些恶劣运行工况下,部分制动盘螺栓的使用寿命未能满足预期设计要求。本文以高速动车组轮装制动盘螺栓为研究对象,利用理论研究、有限元分析和线路试验等方法,对轮轨激扰和制动双重作用下的制动盘螺栓可靠性开展深入研究,获得制动盘螺栓载荷变化规律和疲劳损伤,为制动盘螺栓合理设计和保障列车运行安全提供理论指导。论文主要研究内容和结论如下:（1）建立轮装制动盘结构各零部件的几何模型,结合几何尺寸和工作环境,提出一种螺栓连接的理论模型。基于该理论模型和相关力学知识,获得载荷解析求解公式,并通过理论推导得到不同运行速度下的螺栓载荷分布规律,获得螺栓拉伸载荷和弯曲载荷特性。在车轮加速旋转过程中,螺栓承受的拉伸载荷逐渐减小,螺栓杆上左右两端产生弯矩的最大值,方向相同。中间截面出现的弯矩极值,与左右两端截面的弯矩方向相反。在结构尺寸和材料属性确定时,制动盘螺栓的径向弯矩变化量与列车运行速度呈二次方关系。（2）建立考虑结构弹性和旋转走行的轮装制动盘螺栓连接结构的有限元分析模型,研究了轮轨接触状态下车轮高速旋转过程中螺栓受载情况,获得了作用在螺栓上的拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩,揭示了车轮高速旋转过程中制动盘螺栓载荷的分布和变化规律。车轮高速旋转时,螺栓杆的内外侧应力存在差异。螺栓杆中间部位的外侧应力变大,内侧应力变小,表现为向外弯曲。螺栓杆左右两端截面外侧应力变小,内侧应力变大,表现为向内弯曲。车轮加速旋转时,螺栓承受的拉伸载荷逐渐减小。同时,螺栓杆上出现随旋转角速度增大而增大的径向弯矩变化量,且左侧截面弯矩变化量大于右侧截面弯矩变化量,这是由于车轮的不对称性以及轮轨力作用,导致车轮辐板发生一定程度的弯曲变形引起。在车轮转动过程中,车轮每转动一周,受轮轨力挤压变形影响,螺栓上的载荷便出现一次波峰。随着车辆运行速度增大,螺栓载荷出现周期性波峰的速度也越来越快。车轮上施加振动加速度激励后,螺栓上产生高频率小幅值载荷,这是由轮轨激扰的高频振动所致。（3）基于螺栓载荷测试技术,完成线路试验并获得了不同运行工况下制动盘螺栓的应力/载荷动态响应,得到螺栓载荷值和变化特点。列车运行过程中,制动盘螺栓的载荷变化与列车运行速度紧密相关。动车组加速过程中,螺栓轴向拉伸载荷和径向弯矩减小。动车组减速过程中,拉伸载荷和径向弯矩增大。提取一定时间内的载荷信号,获得了螺栓载荷与车轮转速相关的周期性变化规律。镟轮前车轮多边形严重,高速运行下轴箱的垂向振动加速度变化剧烈,最大值达到803.2 m/s2,螺栓应力变化也随之加剧。镟轮后消除了车轮多边形影响,轴箱振动加速度普遍较小,螺栓应力变化也小于镟轮前的应力结果。在两次临时短暂空气制动,螺栓载荷均发生了较大变化,主要原因是闸瓦和制动盘摩擦产生了巨大的热载荷,制动盘温度升高发生膨胀导致螺栓上出现了较大的载荷变化。（4）结合有限元仿真不同截面的载荷比例系数和线路实测数据的分解载荷信号,获得制动盘螺栓危险截面的载荷时间历程,分析了多种工况下螺栓的疲劳损伤规律。根据材料力学相关知识,计算了螺栓承受的拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩产生的正应力并合成了危险截面的总应力时间历程。采用雨流计数法,编制了螺栓128级应力谱,计算各类工况和载荷产生的损伤,对制动盘螺栓进行疲劳损伤评估。镟轮前车轮多边形严重,合成的总应力产生的损伤最大,最大值为32.5。列车高速运行时,镟轮前受车轮多边形的影响,轮对产生了非常大的振动加速度,标准差是镟轮后的7.68倍,镟轮前螺栓的总应力损伤是镟轮后的80.8倍,表明车轮多边形引起的振动是螺栓损伤的主要原因。在空气制动过程中,制动盘螺栓的拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩均出现了较大变化,该工况螺栓损伤远大于正常工况损伤。因此,在列车运营过程中,尤其是在速度较高时,应尽量避免出现车轮多边形和高速空气制动等不利工况。（5）研究了不同摩擦系数、车轮直径、轮轨横移量、振动加速度和制动热载荷等对制动盘螺栓载荷的影响。随着列车运行速度增大,当摩擦系数减小时,零部件之间更容易发生相对滑动位移,影响作用在螺栓上的载荷。车轮直径影响车轮旋转角速度和车轮的不对称程度。当车轮直径减小时,螺栓载荷变化量逐渐增大,车轮不对称性效果增强。轮轨横移量决定了轮轨力的大小和作用位置,影响车轮辐板的弯曲程度和方向。当车轮向内侧横移时,螺栓的拉伸载荷减小量和径向弯矩滚动波形明显增大,且左侧截面径向弯矩小于右侧截面。在引入振动加速度后,制动盘螺栓载荷变化量随振动加速度的增大而增大,表明过大的振动加速度将减小螺栓的使用寿命,使其发生疲劳失效。在轮装制动盘螺栓连接结构的热分析模型中,分别进行了多个初速度级的紧急制动仿真。随着紧急制动初速度增大,导致制动盘和螺栓的温度升高,螺栓三种载荷均显着增大,减少了螺栓的使用寿命。在列车运行过程中,应当尽量避免该类非正常工况的发生。
薛白鸽[2]（2021）在《过渡车钩轻量化结构设计及分析》文中研究指明轨道列车向着高速化、智能化不断发展,为了保证车辆在运行时的平稳性,轨道车辆越来越多的使用连挂纵向间隙更小的密接式车钩,但救援机车配备的几乎都是15号车钩,在车辆发生故障需要维修时,两种不同形式的车钩不能直接连挂,因此需要过渡车钩辅助连挂。某铁路局客车车辆段现有过渡车钩结构笨重,材料利用率较低,且在安装时需要人工装卸,在有砟轨道上使用时一旦发生脱落,将会对维修人员造成严重的人身伤害。本文以过渡车钩材料利用率更高,结构更加轻便为目标,提出了过渡车钩轻量化设计方案,并利用ANSYS Workbench软件仿真分析其强度、刚度和疲劳强度,确定该方案具有可行性。主要研究内容如下:根据列车维修和救援时的编组情况和受力形式,建立了列车纵向动力学模型以及单质点和多质点列车仿真模型。研究了不同编组情况和不同运行速度对过渡车钩纵向载荷的影响,得到制动初速度越小、运送车厢数量越多过渡车钩所受载荷越大,并且二级加压制动相较于普通制动会产生更大的载荷。由此可得,最高运行速度为85km/h,运送16节车厢时,牵引启动工况下过渡车钩承受最大拉伸载荷,制动工况下过渡车钩承受最大压缩载荷。建立了原始过渡车钩三维模型,分析了过渡车钩的结构、工作原理、材料属性及强度刚度评定标准。根据过渡车钩模型和极限载荷,利用有限元分析软件对其进行静力学分析,确定牵引启动工况及制动工况,这两种极限工况下过渡车钩强度、刚度均符合设计要求,但是存在结构不合理、材料利用率较低的问题,有轻量化设计空间。采用变密度法对过渡车钩进行拓扑优化分析,结合分析结果和过渡车钩受力特点,对其进行形状优化,得到了轻量化后的过渡车钩模型重80.1kg,相较于原始模型减重20.2kg。校核轻量化后过渡车钩模型强度、刚度和疲劳强度,验证了轻量化方案的可行性,对比分析结果可知,相较于原始过渡车钩,轻量化后过渡车钩强度、刚度均有一定的提升。采用TC4钛合金代替铸造E级钢作为轻量化后过渡车钩的材料,得到重量为46kg的钛合金过渡车钩。对钛合金过渡车钩进行静力分析,得到牵引启动工况及制动工况下,钛合金过渡车钩均满足强度、刚度要求,安全系数达到2.6,有一定的设计余量。采用变密度法对钛合金过渡车钩进行拓扑优化分析,结合拓扑优化结果对钛合金过渡车钩进行结构轻量化设计,得到的轻量化后钛合金过渡车钩重42.15kg相较于原始过渡车钩减重58.15kg。校核轻量化后钛合金过渡车钩强度、刚度和疲劳强度,得到牵引启动工况及制动工况下,轻量化后的钛合金过渡车钩均符合设计要求,且安全系数有一定的提升。通过以上研究工作,在已有过渡车钩的基础上进行改进得到轻量化过渡车钩,在保证强度、刚度满足正常使用要求的前提下,结构更加合理,材料利用率更高。过渡车钩轻量化分析过程及结果可为今后各种类型的过渡车钩结构优化设计及新型过渡车钩的研制提供详尽的分析方案和理论参考。
明旭东[3]（2021）在《高速列车轮轴载荷谱和应力谱外推分析与实验台用谱的建立》文中研究表明轮轴作为高速列车极其关键的部件之一,其疲劳结构可靠性问题直接关乎着列车整体的安全稳定运行。而轮轴载荷谱又作为疲劳可靠性与寿命分析的基础,其全寿命载荷谱与试验台加载谱的编制对于轮轴的疲劳寿命分析研究具有极其重要的价值。本文对CRH2A型高速列车轮轴的线路实测动应力数据进行了分析处理,并结合非参数核密度估计技术进行载荷谱与应力谱的拟合外推分析。主要研究内容如下:一、对建立的轮轴有限元模型进行直线、曲线、道岔三种不同线路工况下的加载仿真计算,分析了不同工况下轮轴的受力情况并确定车轴关键截面的具体位置,验证了测力轮对贴片位置的合理性;对轮轴的静态标定试验结果进行分析,计算得到轮轴的应力载荷传递系数;二、对测力轮对获得的线路实测动应力信号进行分析处理,结合应力载荷传递系数得到相应的的轮轴载荷-时间历程;分析了不同线路工况下的车轴关键截面应力、轮轴垂向和横向载荷的时域信号变化趋势,采用雨流计数法编制了不同线路工况下的载荷谱与应力谱;对空重车及不同线路工况下的载荷谱和应力谱进行分析对比,并编制了轮轴实测全程载荷谱与应力谱;三、选取了合适的拟合样本数据,对参数拟合法与非参数核密度估计拟合法进行了对比分析,利用非参数核密度估计法对选取的典型线路下的应力谱进行拟合外推,并从概率密度分布、损伤校核及极值方面对拟合外推后的扩展谱与实测全程谱进行对比分析,对其拟合外推方法的准确性进行了验证,利用非参数核密度估计的拟合方法将实测全程载荷谱和应力谱外推至全寿命载荷谱和应力谱,并通过与基于POT模型时域外推法获得的全寿命载荷谱进行了对比分析,进一步验证了核密度拟合外推后的全寿命谱的准确性;四、基于拟合外推后的全寿命扩展载荷谱,依据Miner线性累积损伤理论并采用conover非等间隔的比值系数法计算获得实验台谱载荷幅值,根据损伤等效的原则完成便于实验台加载的4级载荷谱的编制,为进一步研究轮轴结构型式优化和疲劳寿命提供了试验依据。图67幅,表34个,参考文献51篇。
王朝华[4]（2021）在《铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究》文中研究指明轮毂,作为汽车行驶过程中的关键承载结构,其轻量化程度和力学性能的优劣直接影响到汽车的平稳性、安全性、制动性和经济性。为了满足轮毂的市场需求和使用性能,节约成本,提高产品竞争力,轻量化轮毂成为行业的发展目标。然而,轮毂结构特征复杂,不同区域（包括轮辋、轮辐、轮缘）承受的载荷类型不同,功能、工艺约束进一步增加了其轻量化设计的难度,导致目前轮毂的设计与优化主要采用工程经验进行试错研究,需要耗费大量的时间和经济成本,其轻量化设计相关理论和方法仍有待补充与完善。本文以突破超轻、高性能、耐疲劳轮毂结构设计过程中存在的技术瓶颈难题为目标,开展轮辋截面形状优化、轮辋筋板布局设计、轮辐拓扑结构优化等关键问题研究,为轮辋、轮辐的结构设计与优化提供理论与技术支撑。主要研究工作包括:（1）分析铝合金轮毂的结构特征及加工工艺,研究各试验工况下轮毂的主要承载区域及类型,基于TRIZ理论研究轮毂轻量化设计过程中存在的主要技术矛盾,给出解决这些技术矛盾可行的发明原理,制定轮毂的结构轻量化方案,为轮毂的轻量化设计提供依据。（2）提出基于传力路径分析的轮辋截面形状优化方法,研究轮辋截面载荷传递规律显式表达方法,制定结构传力性能评价策略,揭示轮辋截面传力性能,给出轮辋截面形状优化建议及尺寸确定方法,开展仿真分析及轮毂静压、径向冲击试验,验证轮辋截面形状优化效果,为轮辋的截面形状设计与优化提供了理论依据。（3）提出“轮辋面+筋板”的轮辋轻量化设计方案,研究轮辋面最小壁厚,给出轮辋筋板布局设计需求及仿生设计思路,选择蜂窝结构、叶脉分枝结构作为仿生原型对轮辋筋板进行布局仿生设计,得到类蜂窝轮辋、类分枝轮辋以及混合仿生轮辋三套设计方案,并验证其力学性能及轻量化效果。（4）研究轮辐数量对轮毂铸造工艺及力学性能的影响规律,给出轮辐数量的选用建议,分析轮辐多工况多位置承载情况及拓扑优化层次结构,构建轮毂多试验工况综合评价函数来表征轮辐的旋转特性,建立轮辐多工况联合拓扑优化数学模型,开展轮辐的拓扑结构优化研究。（5）建立轻量化铝合金轮毂三维模型,仿真分析验证其力学性能,给出轮毂疲劳寿命预测思路,研究轮毂零件SN曲线拟合及平均应力修正方法,构建考虑轮毂旋转特性的疲劳寿命预测模型,开展疲劳试验验证预测模型的科学性,并对轻量化轮毂的疲劳寿命进行分析。
李伟锋[5]（2021）在《轮边集成系统转向机构设计与控制研究》文中认为轮内驱动电动汽车（In-wheel drive electric vehicle,IWD-EV）直接将动力总成安装于轮内或轮边空间,并与转向、悬架等底盘子系统形成轮内集成底盘（Inwheel integrated chassis,IWIC）系统,其在车辆动力学表现及经济性、安全性、多模式行驶功能等各个方面都独具优势。而轮边转向机构作为轮内集成底盘系统中的重要部分,轮边转向机构的工作品质与整车操纵性能直接相关,因此轮边转向机构的设计研究具有十分重要的意义。然而,对于轮内驱动电动汽车而言,新的转向功能需求与维持车辆的基本性能存在矛盾。本文针对轮内集成底盘转向系统在构型方面所存在问题,进行轮边转向机构总成设计、建模、性能分析与转角控制研究等相关工作。本文具体研究内容如下:首先对IWD-EV悬架转向系统设计要素与现下转向典型方案结构进行分析,并提出能够匹配异型多杆悬架的双主销差动独立转向新构型方案,改善转向功能需求与维持车辆的基本性能之间的矛盾,使车辆具备横向行驶、原地转向等多种转向模式;同时,该新型集成结构满足车辆悬架转向系统需具备良好几何运动学特性与传力特性的要求。其次对新型轮边转向机构进行结构总体设计,根据实际应用场景计算原地转向力矩,并设计转向执行部分中转向电机、减速器以及齿轮齿条转向器的结构参数,完成选型;同样对转向传动部分中蜗轮蜗杆减速机构等关键结构进行计算选型;接着依据所设计选型的零部件在三维CAD软件中设计其样机结构;同时针对典型工况计算载荷并分析约束力,在有限元校核模块Workbench内对所设计的关键零部件进行强度验证与变形度仿真。经过上述设计过程反复迭代结构设计及强度分析过程,优化设计,最终得到满足使用要求的新型悬架转向系统设计方案。然后基于Adams/Car对新型轮边转向机构进行硬点设计,搭建新型悬架转向系统模型,并验证其结构原理性;同时对装载了新型悬架转向机构的轮边集成结构进行运动干涉检查,得以验证新型悬架转向系统构型方案能够满足高机动性需求。并且应用新建的完整结构模型开展动力学仿真测试,对传动轴上万向节产生的附加前束变化进行考查,并且对比常规模式向内转向与大转向角模式的车轮和垂向载荷变化,最后考查大转角模式下的转向传动比波动,评估与分析这一新型结构方案的优劣。最后本文对独立转向汽车的车辆转向稳定性控制进行研究。控制模型中考虑了前轮阿克曼转角关系,使用更精确的车辆模型设计基于非线性三步法的上层车辆横摆稳定性控制器,在先进的基于模型的控制方法与实际工程实践间建立了桥梁,并在Simulink平台上搭建控制模型进行转向仿真分析,验证了三步非线性算法的有效性,实现了主动阿克曼转向几何控制。对后续的转向控制研究具有参考意义。
任世杰[6]（2021）在《液压成形高强钢轮辋的疲劳性能研究》文中认为车轮是汽车重要的组成部分,其质量直接关系到汽车的行驶安全。汽车钢制轮毂主要由轮辋和轮辐两部分组成,轮辋作为主要的承力部件,目前普遍是通过板材卷焊并多道次滚压以及扩张精整成形,整个制造工序复杂,而且效率低且成本高,同时由于工艺限制,轮辋普遍选用中等强度级别低合金钢制造,并且无法成形结构比较复杂的轮辋零件,因此不能进一步满足轻量化的需求。本次研究采用更高强度级别的钢材S500MC代替原有中低级别的钢材,结合内外压复合成形液压成形新技术制造钢制轮辋,从材料和工艺两个方面最大程度的实现轮辋的轻量化,减少加工工序。本文采用内外压复合成形液压成形工艺成功制作高强钢汽车轮辋,在成形后轮辋壁厚分布会产生一定的不均匀性。根据轮辋壁厚实际的分布和材料减薄情况,采用有限元模拟分析与试验验证相结合的方法分析液压成形汽车轮辋的疲劳性能。有限元模拟分析首先在CATIA软件中建立轮辋三维模型,然后应用ABAQUS软件进行有限元模型的建立,完成轮辋弯曲疲劳仿真应力应变分析与径向疲劳仿真应力应变分析,最后将应力分析结果导入到FE-SAFE软件中进行轮辋弯曲疲劳寿命分析与径向疲劳寿命分析。仿真分析结果显示,液压成形高强钢轮辋符合疲劳性能要求。应用疲劳试验台对轮辋进行弯曲疲劳试验以及径向疲劳试验,试验结果显示液压成形高强钢轮辋符合疲劳性能要求,与仿真分析结果进行对比,破坏点的位置相同,验证仿真分析的准确性,为轮辋成形以及进一步轻量化提供了一条新的思路。
贾文东[7]（2020）在《运动型家用轿车轮毂设计研究》文中提出轮毂是承载整车重量最关键的安全部件之一,其品质的优劣直接关系车上人员的安全。轮毂的外观特点也是与整车搭配最引人注视的地方。本文在运动型家用轿车市场占有率逐年增加的背景下,以提高产品的结构设计效率,降低轮毂的设计研发成本,且轮毂造型设计符合对应车型的外观风格为目标,对轮毂设计研发和生产的过程进行研究分析。主要研究如下:（1）总结轮毂设计及生产的国内外研究现状,介绍了多种品牌汽车产品定位以及运动型轿车轮毂的市场需求。（2）阐述了有限元分析技术和田口方法,并对二者结合进行轮毂研发设计做了可行性分析。（3）简述了轮毂的演变和造型方法,同时结合构成元素、轮毂造型与汽车造型风格的匹配、审美心理和消费心理的研究,完成了轮毂造型设计的最初方案。（4）介绍了轮毂的结构特点、材料特点和生产制造,最终根据产品市场定位确定低压铸造生产工艺。（5）使用CATIA软件对各轮毂设计方案进行三维建模,完成了ANSYS软件对各轮毂的有限元静力分析,结合有限元分析数据,设计并进行田口方法实验。最终,将有限元分析结合田口方法的实验结果与实体样本测试结果进行对比,验证实验的可行性,从结构强度层面得到轮毂方案的最佳设计组合。本文通过以上研究内容得出以下结论。在文中以2016款东风本田-思域为例,轮毂规格为7Jx17 ET45,从外观特征入手,归纳设计心理学和轮毂造型设计方法,将轮毂设计与整车造型风格进行匹配,可以更好地实现车辆整体的视觉统一性,并且提高产品外观的视觉舒适度与辨识度。根据轮毂受应力越小其品质越好的特点,绘制出特性要因图,确定设计过程中的重要控制因子和水准,对应直交表L9（34）创建9组轮毂实验样本,利用田口方法中的望小特性,结合ANSYS有限元分析数据对9组样本进行信噪比分析并绘制S/N效应表。最后,得到该设计条件下影响轮毂结构强度最关键的控制因子是轮辐数量。在此实验条件下,只针对最优化设计方案进行量产,则可以减少约为65.2%的实体样本试验成本和时间。有限元分析结合田口方法可以缩短研发周期并提高新产品的安全性和稳定性。
张升超[8]（2020）在《汽车车轮轻量化设计》文中研究表明汽车车轮作为汽车行驶系中一个重要的安全部件,它的结构以及性能对车辆在高速运行时的安全性和可靠性影响巨大。在车轮的轻量化设计中计算机辅助工程技术（CAE）发挥了重要作用,为汽车车轮的强度分析的动态特性提供了支持。本文以汽车车轮作为研究对象,对车轮进行轻量化设计,设计以碳纤维-环氧树脂为复合材料层的车轮,首先建立车轮的三维参数模型,基于对有限元模型的网格的选择、边界条件的确定以及载荷的施加等多方面的考虑,获取了有限元分析模型,并利用COMSOL对构建的参数化模型进行结构的拓扑优化设计,最终得到了结构较为合理的车轮模型。然后对现有成熟车型的车轮进行模态计算并与设计车轮进行比较。通过对复合材料的实用性进行分析研究,通过仿真软件验证了车轮设计的合理性。本文研究成果可为复合材料车轮的结构强度有限元分析及其轻量化研究提供参考依据。
孝成美[9]（2020）在《汽车轮毂的结构分析及轻量化设计》文中认为随着汽车制造技术的不断发展,国内汽车的保有量急剧增长。汽车保有量的增加虽然意味着人们的生活水平得到了改善,但是也带来了许多环境和能源等问题。汽车轮毂作为汽车上的重要部件,在满足车辆对轮毂性能基本要求的前提下,制造轮毂的材料消耗最小不仅能够降低能源消耗,减小环境污染,还能显着提升车辆的操控性能,对此,本文对汽车轮毂的结构分析和轻量化设计展开研究。首先,按照GB/T3487-2005对汽车轮辋的规定和相关行业规范,利用SolidWorks建立15×61/2J轮毂物理模型,通过对直辐无掏料轮毂模型进行形状拓扑优化分析,确定了既能够承受较大载荷,又能满足轻量化设计要求的曲辐有掏料的轮毂进行分析。其次,基于疲劳累积损伤理论,建立轮毂的疲劳寿命数学模型,利用ANSYS Workbench与CAD建模软件的无缝集成,对汽车轮毂进行了弯曲疲劳、径向疲劳以及冲击仿真试验的有限元分析,最终结果表明了弯曲工况对轮辐和与之相连接的轮辋边缘影响最大,径向工况对轮辋的影响最大,冲击工况对轮毂轮缘和轮辐有掏料的位置处破坏最大,但三种工况下的应力值都小于铝合金材料的屈服强度,满足了正常工况下的使用要求。再次,通过对轮毂的有无约束进行约束模态分析和自由模态分析,得到了轮毂的模态频率和模态振型图,最终对模态分析结果进行分析评价,结果显示,汽车在行驶过程中受到的路面激励、车轮不平衡激励以及传动轴激励的激励源频率值都远小于自由模态和约束模态下的频率值,符合设计要求。然后,根据有限元静力学分析结果和模态分析结果,对铝合金轮毂进行了镁合金和碳纤维复合材料替换,对其进行强度校核,结果显示,镁合金轮毂和碳纤维轮毂符合设计要求;对铝合金轮毂进行结构优化,以轮辋的厚度、轮辐的厚度以及安装盘的厚度为主要设计变量进行了尺寸优化,优化结果显示轮辋的厚度较优化前降低了 4.26%,轮辐的厚度较优化前降低了 30.08%,安装盘的厚度较优化前降低了 24.67%;对优化后的轮毂进行了强度校核,结果显示优化后三种轮毂的应力应变较优化前有所增大,但仍然满足设计要求。最终优化后的铝合金轮毂单个轮毂减重了 2.13kg,镁合金轮毂单个轮毂减重了 1.31kg,碳纤维轮毂单个轮毂减重了 1.26kg,通过对三种轮毂进行比较发现,铝合金轮毂更能兼顾轻量化要求和成本要求。最后,基于A356铝合金轮毂结构设计和轻量化优化的结果,通过对轻量化铝合金轮毂的铸造成型仿真,进一步明确了所设计的轻量化铝合金轮毂的工艺可行性和有限元仿真的准确性,从而为轻量化铝合金轮毂的低压铸造成型奠定了基础。
张松兴[10]（2020）在《基于ANSYS/FE-SAFE的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命分析》文中进行了进一步梳理随着国家经济的迅速发展和城市化水平不断加快升级,地铁作为一种方便、快捷、准时、环保的现代城市轨道交通工具,在节省城市土地资源,减少城市环境污染,提高居民出行效率等方面发挥了重要作用。但是,由于弹簧材料、制造工艺以及交变载荷等方面的影响因素,导致了快速地铁车辆出现了严重的一系钢圆弹簧疲劳断裂问题。这不仅会增加维护成本,影响地铁运行效率,还会给乘客的安全造成威胁。因此,研究快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命具有重要的现实意义。因此本文提出了基于ANSYS/FESAFE一系钢圆弹簧疲劳寿命分析。本文利用ANSYS直接建立了一系钢圆弹簧有限元模型,根据一系钢圆弹簧实际受载情况对其施加载荷和约束,并进行静强度分析。分析讨论了一系钢圆弹簧在只受垂向和分别受纵向、横向和垂向载荷作用下的应力大小以及分布范围,并且找到其在受载情况下的静强度薄弱位置。通过模态分析计算出一系钢圆弹簧前60阶模态振型和频率,对比快速地铁车辆的通过频率,分析了由波磨引起的一系钢圆弹簧共振情况。为了探究轨道波磨对一系钢圆弹簧疲劳寿命的影响,本文通过多体动力学仿真软件,结合广州地铁三号线快速地铁车辆动力学参数建立其模型,并通过广州地铁三号线实测轨道谱计算了一系钢圆弹簧在不同工况、车轮和轨道激励情况下的振动位移载荷时间历程。然后通过预处理,采用雨流计数法将快速地铁车辆一系钢圆弹簧振动位移载荷时间历程编制为疲劳载荷谱。通过FE-SAFE疲劳计算软件,结合一系钢圆弹簧疲劳载荷谱以及静强度分析结果计算出一系钢圆弹簧在不同工况、车轮和轨道激励下的疲劳寿命及寿命云图。通过分析可得,工况、车轮以及轨道都是影响一系钢圆弹簧疲劳寿命的因素,且轨道磨损和工况的不同影响较大,计算出的一系钢圆弹簧最小疲劳寿命符合其实际寿命,而且其出现部位与实际断裂位置相一致,并提出减少一系钢圆弹簧疲劳断裂的有效措施。
二、车轮结构强度的有限元分析及应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、车轮结构强度的有限元分析及应用（论文提纲范文）
（1）高速动车组制动盘螺栓载荷及疲劳损伤研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外螺栓载荷及疲劳研究进展 |
| 1.2.1 螺栓载荷研究进展 |
| 1.2.2 螺栓疲劳研究进展 |
| 1.3 制动盘螺栓连接结构及建模方法 |
| 1.3.1 高速动车组制动盘结构 |
| 1.3.2 螺栓结构建模方法 |
| 1.4 运行工况对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 1.4.1 轮轨激扰对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 1.4.2 制动作用对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 1.5 主要研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 论文技术路线 |
| 2 制动盘螺栓几何建模及载荷变化分布情况 |
| 2.1 轮装制动盘结构几何模型 |
| 2.1.1 螺栓几何模型 |
| 2.1.2 制动盘几何模型 |
| 2.1.3 车轮几何模型 |
| 2.2 制动盘螺栓连接结构理论模型 |
| 2.2.1 理论模型简化方法 |
| 2.2.2 螺栓理论模型受载分布 |
| 2.3 制动盘螺栓弯曲载荷变化及分布情况 |
| 2.3.1 制动盘螺栓弯曲载荷计算方法 |
| 2.3.2 不同运行速度下螺栓弯曲载荷计算结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 考虑车轮弹性和旋转走行的螺栓连接有限元模型 |
| 3.1 各部件有限元模型情况 |
| 3.1.1 螺栓有限元模型 |
| 3.1.2 制动盘有限元模型 |
| 3.1.3 车轮有限元模型 |
| 3.1.4 轨道有限元模型 |
| 3.1.5 整体装配有限元模型 |
| 3.2 有限元仿真运行设置 |
| 3.2.1 载荷及边界条件 |
| 3.2.2 有限元分析过程 |
| 3.3 有限元仿真分析结果 |
| 3.3.1 关键截面定义及载荷提取方法 |
| 3.3.2 螺栓关键截面的应力变化 |
| 3.3.3 螺栓关键截面的拉伸载荷 |
| 3.3.4 螺栓关键截面的径向弯矩 |
| 3.3.5 螺栓关键截面的周向弯矩 |
| 3.4 螺栓载荷分布规律及与理论结果对比 |
| 3.4.1 拉伸载荷分布规律 |
| 3.4.2 径向弯矩分布规律及与理论结果对比 |
| 3.4.3 周向弯矩分布规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速动车组制动盘螺栓载荷测试线路试验 |
| 4.1 线路试验相关情况概述 |
| 4.1.1 武广线测试线路运行情况 |
| 4.1.2 武广线高速动车组动轴制动盘结构 |
| 4.2 制动盘螺栓应力/载荷测试方法与布置 |
| 4.2.1 武广线应力测试螺栓 |
| 4.2.2 武广线载荷测试螺栓 |
| 4.2.3 武广线制动盘螺栓测点布置 |
| 4.3 数据采集系统与测试信号处理 |
| 4.4 测试结果与分析 |
| 4.4.1 武广线应力测试螺栓试验结果 |
| 4.4.2 武广线载荷测试螺栓试验结果 |
| 4.4.3 武广线测试螺栓载荷分解 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 制动盘螺栓疲劳损伤研究 |
| 5.1 疲劳评价相关理论 |
| 5.2 螺栓危险截面载荷计算 |
| 5.2.1 危险截面拉伸载荷计算 |
| 5.2.2 危险截面径向弯矩计算 |
| 5.2.3 危险截面周向弯矩计算 |
| 5.3 应力谱编制 |
| 5.3.1 各载荷下应力计算 |
| 5.3.2 疲劳损伤最大位置应力合成计算方法 |
| 5.3.3 应力谱编制方法 |
| 5.4 疲劳损伤评估 |
| 5.4.1 螺栓性能参数及损伤计算方法 |
| 5.4.2 不同等级应力谱的精确度比较 |
| 5.4.3 武广线制动盘螺栓损伤计算结果 |
| 5.5 车轮多边形和空气制动对制动盘螺栓载荷及损伤的影响 |
| 5.5.1 车轮多边形对制动盘螺栓载荷及损伤的影响 |
| 5.5.2 空气制动对制动盘螺栓载荷及损伤的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 不同运行工况对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 6.1 不同参数对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 6.1.1 摩擦系数 |
| 6.1.2 车轮直径 |
| 6.1.3 轮轨横移量 |
| 6.2 振动加速度对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 6.2.1 垂向振动加速度 |
| 6.2.2 横向振动加速度 |
| 6.3 制动热载荷对制动盘螺栓载荷的影响 |
| 6.3.1 中低速下紧急制动 |
| 6.3.2 高速下紧急制动 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）过渡车钩轻量化结构设计及分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 车钩研究现状 |
| 1.2.2 过渡车钩研究现状 |
| 1.2.3 连续体结构拓扑优化研究现状 |
| 1.2.4 钛合金在轨道交通中的应用研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 过渡车钩纵向受力分析 |
| 2.1 列车纵向动力学模型 |
| 2.2 机车牵引力 |
| 2.3 列车运行阻力 |
| 2.4 列车制动力 |
| 2.4.1 列车制动力的形成 |
| 2.4.2 列车制动力计算 |
| 2.5 列车运动方程解算 |
| 2.5.1 单质点模型 |
| 2.5.2 多质点模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 过渡车钩静力分析 |
| 3.1 过渡车钩工作原理及三维模型建立 |
| 3.1.1 过渡车钩工作原理 |
| 3.1.2 过渡车钩连挂步骤 |
| 3.1.3 过渡车钩三维模型建立 |
| 3.2 E级钢的主要参数 |
| 3.3 过渡车钩评定标准 |
| 3.3.1 过渡车钩强度指标 |
| 3.3.2 过渡车钩刚度指标 |
| 3.4 有限元法基本思想与步骤 |
| 3.5 过渡车钩模型的前处理 |
| 3.5.1 三维实体模型的导入 |
| 3.5.2 材料的选择与添加 |
| 3.5.3 接触对设置 |
| 3.5.4 网格划分 |
| 3.5.5 载荷与约束条件确定 |
| 3.6 静力分析结果与讨论 |
| 3.6.1 牵引启动工况过渡车钩强度、刚度分析 |
| 3.6.2 制动工况过渡车钩强度、刚度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 过渡车钩轻量化结构设计 |
| 4.1 结构优化理论基础 |
| 4.2 过渡车钩优化分析 |
| 4.2.1 拓扑优化设计及求解结果分析 |
| 4.2.2 过渡车钩优化改进 |
| 4.3 轻量化后过渡车钩有限元分析结果 |
| 4.3.1 轻量化后牵引启动工况下过渡车钩强度、刚度分析 |
| 4.3.2 轻量化后制动工况下过渡车钩强度、刚度分析 |
| 4.4 过渡车钩轻量化前后有限元分析结果对比 |
| 4.5 轻量化后过渡车钩疲劳强度校核 |
| 4.5.1 疲劳强度评估方法 |
| 4.5.2 疲劳极限图的绘制 |
| 4.5.3 疲劳强度评估点的选取 |
| 4.5.4 疲劳强度校核结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 钛合金过渡车钩设计 |
| 5.1 TC4钛合金的主要参数 |
| 5.2 钛合金过渡车钩有限元分析结果 |
| 5.2.1 牵引启动工况下钛合金过渡车钩强度、刚度分析 |
| 5.2.2 制动工况下钛合金过渡车钩强度、刚度分析 |
| 5.3 钛合金过渡车钩优化分析 |
| 5.3.1 拓扑优化设计及求解结果分析 |
| 5.3.2 钛合金过渡车钩优化改进 |
| 5.4 轻量化后钛合金过渡车钩静力分析结果及讨论 |
| 5.4.1 轻量化后牵引启动工况下钛合金过渡车钩强度、刚度分析 |
| 5.4.2 轻量化后制动工况下钛合金过渡车钩强度、刚度分析 |
| 5.5 轻量化后钛合金过渡车钩疲劳强度校核 |
| 5.5.1 钛合金疲劳极限图的绘制 |
| 5.5.2 疲劳强度评估点的选取 |
| 5.5.3 疲劳强度校核结果 |
| 5.6 过渡车钩轻量化各阶段有限元分析结果对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）高速列车轮轴载荷谱和应力谱外推分析与实验台用谱的建立（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 测力轮对及载荷谱的研究现状 |
| 1.2.2 载荷谱拟合外推的研究现状 |
| 1.2.3 实验台载荷谱编制的研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 测力轮对的有限元分析及静态标定实验 |
| 2.1 有限元分析法理论基础 |
| 2.2 测力轮对的有限元分析 |
| 2.2.1 轮对有限元模型的建立 |
| 2.2.2 轮对不同工况的加载分析 |
| 2.3 测力轮对贴片方案的确定 |
| 2.3.1 车轮贴片方案 |
| 2.3.2 车轴贴片方案 |
| 2.4 测力轮对的标定试验 |
| 2.4.1 标定试验台 |
| 2.4.2 标定工况及方案的确定 |
| 2.4.3 载荷传递系数的求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 线路试验及轮轴载荷谱与应力谱的编制 |
| 3.1 线路试验项目及试验数据的采集 |
| 3.1.1 实测线路试验 |
| 3.1.2 线路试验数据的采集 |
| 3.2 线路实测时域信号数据的处理分析 |
| 3.2.1 数据前处理流程 |
| 3.2.2 不同工况时域信号分析 |
| 3.3 不同工况载荷谱与应力谱的对比分析 |
| 3.3.1 载荷谱及应力谱编制方法 |
| 3.3.2 不同工况的载荷谱对比分析 |
| 3.3.3 不同工况的应力谱对比分析 |
| 3.4 线路全程载荷谱与应力谱的编制 |
| 3.4.1 实测全程载荷谱的编制 |
| 3.4.2 实测全程应力谱的编制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 轮轴载荷谱与应力谱的拟合外推法研究 |
| 4.1 载荷谱与应力谱常用外推方法 |
| 4.1.1 参数外推法 |
| 4.1.2 时域外推法 |
| 4.1.3 非参数外推法 |
| 4.2 载荷谱与应力谱的拟合方法研究 |
| 4.2.1 拟合线路样本的选取 |
| 4.2.2 拟合方法的确定 |
| 4.2.3 拟合效果的分析验证 |
| 4.3 载荷谱与应力谱的外推研究 |
| 4.3.1 典型外推样本的选择方案 |
| 4.3.2 外推的具体流程 |
| 4.3.3 外推效果的分析验证 |
| 4.4 全寿命载荷谱与应力谱的编制与分析 |
| 4.4.1 全寿命载荷谱的编制 |
| 4.4.2 全寿命应力谱的编制 |
| 4.4.3 全寿命谱的验证分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于全寿命扩展谱的实验台用谱的建立 |
| 5.1 疲劳累积损伤理论 |
| 5.2 全寿命扩展谱的疲劳损伤分析 |
| 5.2.1 材料S-N曲线 |
| 5.2.2 扩展载荷谱的疲劳损伤统计 |
| 5.3 实验台用谱的建立 |
| 5.3.1 实验台谱编制方法 |
| 5.3.2 四级实验台谱 |
| 5.3.3 实验台谱的验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 轮毂结构轻量化发展现状及难点分析 |
| 1.2.1 轮毂结构轻量化发展现状 |
| 1.2.2 轮毂结构设计难点分析 |
| 1.3 结构轻量化设计方法研究现状 |
| 1.3.1 结构优化设计研究现状 |
| 1.3.2 结构仿生设计研究现状 |
| 1.3.3 传力路径研究现状 |
| 1.4 轮毂疲劳寿命研究现状 |
| 1.5 课题来源与研究意义 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 轮毂典型工况分析及结构轻量化策略研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轮毂结构及加工工艺分析 |
| 2.3 轮毂典型试验工况及其仿真分析 |
| 2.3.1 弯曲疲劳试验 |
| 2.3.2 径向疲劳试验 |
| 2.3.3 13°冲击试验 |
| 2.3.4 径向冲击试验 |
| 2.4 轮毂结构轻量化策略 |
| 2.4.1 TRIZ理论 |
| 2.4.2 技术矛盾分析 |
| 2.4.3 发明原理分析 |
| 2.4.4 优化方案确定 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 基于传力路径分析的轮辋截面形状优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轮辋截面载荷传递规律显式表达 |
| 3.2.1 建立轮辋截面等效模型 |
| 3.2.2 轮辋截面传力路径可视化 |
| 3.3 轮辋截面传力性能分析 |
| 3.3.1 传力性能评价策略 |
| 3.3.2 轮辋截面传力性能评价 |
| 3.3.3 轮辋截面承载性能评价 |
| 3.4 轮辋截面形状优化 |
| 3.5 优化结果分析及试验验证 |
| 3.5.1 新轮辋仿真分析 |
| 3.5.2 静压试验与分析 |
| 3.5.3 径向冲击试验 |
| 3.6 本章小节 |
| 第4章 考虑工艺约束的轮辋筋板布局仿生设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轮辋结构型式分析 |
| 4.3 轮辋面最小厚度研究 |
| 4.4 轮辋筋板仿生设计需求 |
| 4.5 生物原型选取及相似性评价 |
| 4.6 轮辋筋板布局仿生设计 |
| 4.6.1 类蜂窝轮辋 |
| 4.6.2 类分枝轮辋 |
| 4.6.3 混合仿生轮辋 |
| 4.7 轮辋筋板尺寸优化 |
| 4.8 本章小节 |
| 第5章 考虑车轮旋转特性的轮辐多工况拓扑优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轮辐数量与结构性能研究 |
| 5.2.1 铸造工艺对轮辐数量的影响分析 |
| 5.2.2 轮辐数量对轮毂性能的影响分析 |
| 5.3 轮辐多工况综合评价函数构建 |
| 5.3.1 轮辐多工况层次结构 |
| 5.3.2 拓扑优化综合评价函数 |
| 5.4 轮辐多工况拓扑优化 |
| 5.4.1 拓扑优化理论基础 |
| 5.4.2 建立轮辐包络体模型 |
| 5.4.3 弯曲疲劳工况四位置拓扑优化 |
| 5.4.4 径向疲劳工况四位置拓扑优化 |
| 5.4.5 联合拓扑优化 |
| 5.5 拓扑优化结果验证 |
| 5.6 本章小节 |
| 第6章 轻量化铝合金轮毂承载性能及疲劳寿命分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轻量化铝合金轮毂建模 |
| 6.3 轻量化轮毂承载性能分析 |
| 6.4 轮毂疲劳寿命预测理论模型构建 |
| 6.4.1 疲劳寿命预测思路 |
| 6.4.2 轮毂材料SN曲线 |
| 6.4.3 轮毂零件SN曲线 |
| 6.4.4 平均应力修正 |
| 6.4.5 疲劳寿命预测理论模型 |
| 6.4.6 理论模型试验验证 |
| 6.5 轻量化轮毂疲劳寿命分析 |
| 6.6 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）轮边集成系统转向机构设计与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状与方案分析 |
| 1.2.1 轮内集成底盘转向系统研究现状与方案分析 |
| 1.2.2 控制技术研究现状 |
| 1.3 本文的主要意义及研究内容 |
| 1.3.1 本文的主要意义 |
| 1.3.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 新型轮边独立转向机构总体结构方案研究 |
| 2.1 典型轮边悬架转向集成系统机构拓扑分析 |
| 2.2 新型轮边独立转向机构总体结构的提出 |
| 2.3 新型轮边独立转向机构总体布置与结构设计概述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 新型轮边独立转向机构的结构设计与有限元分析 |
| 3.1 机械系统的总体设计 |
| 3.2 转向执行部分设计 |
| 3.2.1 新型轮边独立转向机构转向力矩计算 |
| 3.2.2 转向电机及其二级减速器的计算与选型 |
| 3.2.3 齿轮齿条转向器的计算选型 |
| 3.3 转向传动部分设计 |
| 3.3.1 蜗轮蜗杆减速机构的计算与选型 |
| 3.3.2 轮内传动齿轮副的计算与设计 |
| 3.3.3 其他关键部件的设计选型 |
| 3.4 关键部件的有限元分析 |
| 3.4.1 典型工况载荷计算与受力分析 |
| 3.4.2 基于Workbench的静强度校核与变形分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 新型轮边结构的验证与仿真 |
| 4.1 新型轮边转向机构模型虚拟样机的构建 |
| 4.2 新型轮边独立转向机构的原理性验证及其机动性验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 独立转向电动汽车转向控制策略研究 |
| 5.1 三步非线性法的提出与应用 |
| 5.2 基于三步非线性法的转向稳定性控制策略 |
| 5.3 转向控制策略实现与仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 本文不足与未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（6）液压成形高强钢轮辋的疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 轮辋的国内外研究现状 |
| 1.2.1 轮辋成形工艺的国内外研究现状 |
| 1.2.2 轮辋疲劳性能的国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 高强钢轮辋的材料及成形工艺 |
| 2.1 高强钢轮辋的材料 |
| 2.2 液压成形工艺介绍 |
| 2.2.1 液压成形工艺原理 |
| 2.2.2 液压成形技术的优势 |
| 2.3 零件成形 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 轮辋的弯曲疲劳仿真分析 |
| 3.1 钢制车轮的疲劳分析理论 |
| 3.1.1 疲劳分析的基本步骤 |
| 3.1.2 疲劳研究方法 |
| 3.2 轮辋弯曲疲劳的有限元分析 |
| 3.3 轮辋的疲劳仿真软件介绍 |
| 3.4 车轮弯曲疲劳不同加载方式描述 |
| 3.4.1 弯矩与抛物线载荷共同作用加载方式 |
| 3.4.2 均匀角度间隔加载方式 |
| 3.4.3 三角函数分解载荷规律加载方式 |
| 3.5 轮辋弯曲疲劳仿真模型的建立 |
| 3.5.1 材料属性 |
| 3.5.2 定义相互作用 |
| 3.5.3 载荷条件 |
| 3.5.4 划分网格 |
| 3.6 弯曲疲劳有限元分析结果与讨论 |
| 3.7 轮辋弯曲疲劳的疲劳寿命分析 |
| 3.7.1 疲劳寿命仿真分析步骤 |
| 3.7.2 弯曲疲劳寿命分析结果与讨论 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 轮辋的径向疲劳仿真分析 |
| 4.1 轮辋的径向疲劳仿真模型的建立 |
| 4.1.1 边界条件与载荷条件 |
| 4.1.2 定义材料属性、网格划分以及相互作用 |
| 4.2 径向疲劳有限元分析结果与讨论 |
| 4.3 轮辋径向疲劳的疲劳寿命分析结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 轮辋的疲劳试验验证 |
| 5.1 轮辋弯曲疲劳试验 |
| 5.1.1 弯曲疲劳试验设备介绍 |
| 5.1.2 弯曲疲劳试验失效判定 |
| 5.2 轮辋径向疲劳试验 |
| 5.2.1 径向疲劳试验设备介绍 |
| 5.2.2 径向疲劳试验失效判定 |
| 5.3 轮辋疲劳试验结果与仿真结果对比 |
| 5.3.1 轮辋弯曲疲劳试验结果与仿真结果对比 |
| 5.3.2 轮辋径向疲劳试验结果与仿真结果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）运动型家用轿车轮毂设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究意义及其必要性 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 研究框架 |
| 第2章 轮毂行业调研及研究理论概述 |
| 2.1 国内汽车轮毂行业概况 |
| 2.1.1 国内汽车轮毂的研发 |
| 2.1.2 国内汽车轮毂生产概况 |
| 2.2 国外汽车轮毂行业概况 |
| 2.2.1 国外汽车轮毂的研发 |
| 2.2.2 国外汽车轮毂生产概况 |
| 2.3 运动型轿车轮毂市场需求 |
| 2.4 有限元分析的主要内容 |
| 2.5 田口方法的主要内容 |
| 2.6 可行性分析 |
| 第3章 轮毂的演变及造型方法 |
| 3.1 轮毂的审美研究 |
| 3.1.1 轮毂产品的定位 |
| 3.1.2 人的审美心理和消费心理 |
| 3.2 轮毂造型的几何构成 |
| 3.3 轮毂设计与车辆整体的关系 |
| 3.3.1 汽车造型与轮毂造型的演变 |
| 3.3.2 轮毂造型与汽车造型风格的匹配 |
| 3.3.3 轮毂的造型初始设计方案 |
| 第4章 轮毂的工程特点和生产制造 |
| 4.1 轮毂的结构特点 |
| 4.2 轮毂的材料特点 |
| 4.3 轮毂的生产制造 |
| 第5章 方案建模与分析实验 |
| 5.1 CATIA建模的特点及优势 |
| 5.2 ANSYS有限元分析的特点及优势 |
| 5.3 轮毂的CATIA建模及ANSYS有限元分析 |
| 5.4 基于田口方法的运动型轿车轮毂实验步骤 |
| 5.5 运动型轿车轮毂优化设计模拟实验 |
| 5.5.1 特性要因图 |
| 5.5.2 L_9(3~4)直交表的运用 |
| 5.5.3 品质损失函数 |
| 5.5.4 结合有限元数据计算信噪比S/N |
| 5.6 实体样本测试 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
（8）汽车车轮轻量化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的提出及意义 |
| 1.2 车轮轻量化国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 车轮的参数化建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复合材料的力学特性 |
| 2.2.1 复合材料特点 |
| 2.2.2 复合材料力学特性 |
| 2.2.3 复合材料强度失效准则 |
| 2.3 层合板的基本理论 |
| 2.3.1 层合板的铺层设计原则 |
| 2.4 车轮参数化模型的建立 |
| 2.4.1 车轮基本知识与设计标准 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 汽车车轮结构有限元建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元分析的基本过程 |
| 3.2.1 有限元方法的基本概述 |
| 3.2.2 有限元分析过程 |
| 3.2.3 COMSOL软件介绍 |
| 3.3 车轮的拓扑优化 |
| 3.3.1 拓扑优化介绍 |
| 3.3.2 车轮拓扑优化的有限元计算 |
| 3.4 汽车车轮有限元模型的建立 |
| 3.4.1 车轮模型网格的划分 |
| 3.4.2 材料属性 |
| 3.4.3 载荷与边界条件的施加 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 车轮的结构强度及模态分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 车轮结构强度计算 |
| 4.3 车轮的模态分析 |
| 4.3.1 模态分析理论 |
| 4.3.2 模态计算 |
| 4.3.3 模态评估分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 存在问题及工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）汽车轮毂的结构分析及轻量化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.2 汽车轮毂轻量化材料 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容与方法 |
| 2 轮毂的结构设计 |
| 2.1 汽车轮毂结构 |
| 2.2 汽车轮毂的模型建立 |
| 2.3 轮毂模型的确定 |
| 2.4 轮毂模型的检验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轮毂有限元静力学分析 |
| 3.1 有限元方法 |
| 3.2 汽车轮毂的疲劳寿命分析 |
| 3.3 轮毂的弯曲疲劳分析 |
| 3.4 轮毂的径向疲劳分析 |
| 3.5 轮毂的冲击试验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 轮毂模态分析 |
| 4.1 理论基础 |
| 4.2 模型建立 |
| 4.3 边界条件 |
| 4.4 分析结果 |
| 4.5 结果讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 轮毂的轻量化设计 |
| 5.1 镁合金材料轻量化设计 |
| 5.2 碳纤维复合材料轻量化设计 |
| 5.3 轮毂的结构尺寸优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 轮毂的制造工艺分析 |
| 6.1 铝合金轮毂的制造工艺 |
| 6.2 铝合金轮毂的铸造成型仿真 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于ANSYS/FE-SAFE的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 一系钢圆弹簧国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外技术研究现状 |
| 1.2.2 国内技术研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 疲劳强度理论 |
| 2.1 疲劳的基本概念 |
| 2.2 疲劳累积损伤理论 |
| 2.2.1 Miner理论 |
| 2.2.2 Carten-Dolan理论 |
| 2.3 疲劳寿命分析的方法 |
| 2.3.1 局部应力应变法 |
| 2.3.2 名义应力法 |
| 2.4 影响一系钢圆弹簧疲劳的因素 |
| 2.4.1 应力集中的影响 |
| 2.4.2 尺寸的影响 |
| 2.4.3 表面状态的影响 |
| 2.4.4 磨损的影响 |
| 2.4.5 腐蚀与温度的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 一系钢圆弹簧有限元分析 |
| 3.1 一系钢圆弹簧有限元分析理论 |
| 3.2 一系钢圆弹簧静强度分析 |
| 3.2.1 一系钢圆弹簧建模及网格划分 |
| 3.2.2 一系钢圆弹簧接触定义 |
| 3.2.3 一系钢圆弹簧约束和载荷施加 |
| 3.2.4 一系钢圆弹簧有限元结果及其分析 |
| 3.3 一系钢圆弹簧模态分析 |
| 3.3.1 模态分析介绍 |
| 3.3.2 模态分析理论基础 |
| 3.3.3 ANSYA中模态提取方法 |
| 3.3.4 模态分析步骤 |
| 3.3.5 模态分析结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 一系钢圆弹簧振动位移载荷获取与载荷谱编制 |
| 4.1 一系钢圆弹簧振动位移时间历程获取 |
| 4.1.1 Simpack多体动力学模型建立 |
| 4.2 多工况下一系钢圆弹簧振动位移获取 |
| 4.2.1 AW0工况下一系钢圆弹簧在实测轨道-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.2 AW0工况下一系钢圆弹簧在新轨-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.3 AW2工况下一系钢圆弹簧在实测轨道-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.4 AW2工况下一系钢圆弹簧在新轨-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.5 AW3工况下一系钢圆弹簧在实测轨道-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.6 AW3工况下一系钢圆弹簧在新轨-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.7 AW3超工况下一系钢圆弹簧在实测轨道-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.2.8 AW3超工况下一系钢圆弹簧在新轨-多边形轮和新轮激励条件下的振动位移 |
| 4.3 一系钢圆弹簧振动位移载荷谱编制 |
| 4.3.1 AW3工况下一系钢圆弹簧在实测轨道-多边形轮激励下振动位移的小波去噪处理 |
| 4.3.2 AW3工况下一系钢圆弹簧在实测轨道-多边形轮激励下振动位图 |
| 4.3.3 雨流循环计数分析 |
| 4.3.4 载荷幅值分布函数的确定 |
| 4.3.5 加速疲劳试验程序加载谱的生成 |
| 4.4 加载顺序的确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 一系钢圆弹簧疲劳寿命分析 |
| 5.1 FE-SAFE软件介绍 |
| 5.1.1 FE-SAFE使用流程介绍 |
| 5.2 一系钢圆弹簧疲劳寿命计算 |
| 5.2.1 材料疲劳性能参数 |
| 5.2.2 一系钢圆弹簧疲劳载荷谱导入 |
| 5.3 疲劳寿命计算结果及分析 |
| 5.3.1 一系钢圆弹簧内簧疲劳寿命计算 |
| 5.3.2 一系钢圆弹簧内簧疲劳寿命结果分析 |
| 5.3.3 减少一系钢圆弹簧疲劳断裂改进措施 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、车轮结构强度的有限元分析及应用（论文参考文献）
- [1]高速动车组制动盘螺栓载荷及疲劳损伤研究[D]. 范童柏. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]过渡车钩轻量化结构设计及分析[D]. 薛白鸽. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]高速列车轮轴载荷谱和应力谱外推分析与实验台用谱的建立[D]. 明旭东. 北京交通大学, 2021(02)
- [4]铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究[D]. 王朝华. 燕山大学, 2021(01)
- [5]轮边集成系统转向机构设计与控制研究[D]. 李伟锋. 吉林大学, 2021(01)
- [6]液压成形高强钢轮辋的疲劳性能研究[D]. 任世杰. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [7]运动型家用轿车轮毂设计研究[D]. 贾文东. 湖北工业大学, 2020(03)
- [8]汽车车轮轻量化设计[D]. 张升超. 青岛大学, 2020(01)
- [9]汽车轮毂的结构分析及轻量化设计[D]. 孝成美. 山东科技大学, 2020(06)
- [10]基于ANSYS/FE-SAFE的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命分析[D]. 张松兴. 华东交通大学, 2020(05)