概述

    轎車行駛時，由路面不平以及發動機、傳動系和車輪等部件引起的振動問題，激發了汽車的振動，影響著汽車行駛的平順性。通常情況下，汽車在凹凸不平的路面行駛時其振動會增大很多。路面不平引起的振動作為轎車振動的基本輸入，其頻率范圍約為0.5-25Hz。雖然轎車通過的時間很短，但會對轎車形成較大的沖擊，立刻會使乘坐的人員感覺不舒服，影響乘坐的舒適程度，嚴重時會損害乘坐人員的健康或者對運輸的貨物造成損壞。解決在隨機不平路面激勵下的振動問題，是提高汽車行駛平順性、安全性及零部件可靠性的重要基礎。汽車鋼圈生產廠家應用三維實體造型軟件Pro/EN-GINEER對某型轎車車輪鋼圈進行了三維建模，并與有限元軟件ABAQUS無縫集成，進行了強度分析和模態分析。

1．鋼圈實體模型

    由于轎車鋼圈的結構比較復雜，輪轂和輪輻邊上的倒角對模型動力學分析影響不大。于是，將輪轂和輪輻邊的倒角忽略掉，以減少有限元模型的規模，僅將其質量折算到相應位置。本文應用常用于汽車研究領域的三維造型軟件Pro/ENGI-NEER對某型車輪鋼圈進行了三維建模，如圖1所示。該鋼圈模型主要由以下三部分組成：輪輻、輪芯、輪轂。輪轂、輪輻均由優質板料沖壓而成，為提高輪輻剛性，常沖壓成起伏多變的形狀，同時為減輕重量，在鋼圈上設有長弧形孔。

2．鋼圈有限元模型

     把Pro/ENGINEER建立的鋼圈實體模型另存為x__t格式通過ABAQUS進行導入，實現Pro/ENGINEER和ABAQUS的無縫集成。鋼圈材料為AM91D，彈性模量E=45Gpa，泊松比μ=0.35，許用最大彎曲應力[σ]=250Mpa。鋼圈的最大外徑為406x182(mmxmm)。在螺栓孔上加Y方向和Z方向的移動約束和X方向和Z方向的轉動約束。用于一階四面體(C3D4)對鋼圈模型進行離散，形成167502個單元格。圖2為轎車鋼圈有限元模型。