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作者：康輝劉真周碩單位：華北電力大學

設計過程中首先采用分開式造型設計，整體14寸，參照國標標準在AutoCAD中繪制二維尺寸圖，在CATIA創成式外形設計模塊下先創建輪輞，再創建輪輻，然后將輪輞與輪輻裝配吻合起來，把輪轂的造型美感突顯出來。其次模型創建完成之后存為STP格式，在Pro/E中打開進行效果圖渲染。再次將STP文件在UG中打開進行結構分析，通過設計仿真模塊，對輪轂進行有限元分析。以此模擬來判斷產品強度、剛度是否符合要求。效果圖（三維造型）如下：

輪轂診斷——受力分析

產品結構分析可避免輪轂剛度不夠行駛時局部塑性變形的現象。

1鋁合金車輪13°沖擊過程鋁合金車輪13°沖擊過程如下：

1.1試驗項目準備沖擊試驗開始。

1.2試驗設備參照

設備為可以將沖擊載荷加到裝有車輪輪輞輪緣上的裝置。為使垂直下落的沖頭與輪輞最高點接觸，車輪軸線與沖頭垂直下落方向要成130±10角的方式進行安裝，沖頭沖擊面長不小于375mm，整個車輪支架的位置應可以按需調節，如下圖所示：試驗設備作以下校正，將校正裝置放在下圖展示的車輪底座上，以1000kg的重量放于車輪安裝中心處，測量鋼板梁中心處在垂直方向彎曲變形量，應為7.5±10%mm。如下對車輪支架中心加載的方法：

1.3試驗程序

沖頭質量按下式計算：D＝0.6W＋180式中：D－沖頭質量±2%－最大車輪靜載荷，單位：kg。

1.4試驗輪胎

用與該車輪相匹配的最小公稱斷面寬度的無內胎輪胎，或用在車輛或車輪制造廠與該車輪匹配的輪胎。

1.5車輪安裝

車輪安裝時，要按車輛或車輪制造廠推薦的方法或手工擰緊方法至規定值。試驗用的螺母與螺栓必須與車輪相匹配，試驗過程中螺母與螺栓出現異常應進行重復試驗。

1.6沖頭下落高度

沖頭下落高度位于輪輞輪緣的最高點上230±2mm。

1.7沖頭對車輪沖擊位置

沖頭位于輪胎的上方，其帶有圓角的沖擊面邊緣應該與輪輞輪緣重疊大約25±1mm。在車輪周向位置為氣門孔位置和對面的輪輻位置。

1.813°沖擊模擬結果

13°沖擊模擬結果如圖4所示：應力集中部位系數顯示如上圖所示。

2輪動態彎曲疲勞試驗

實驗設備如下所示，試驗臺上安裝一個旋轉裝置，車輪可在固定不變的彎矩作用下旋轉，或是車輪靜止不動，承受一個旋轉彎曲力矩。我們可以根據此裝置的狀態來確定輪轂的載荷狀況，如下圖：

2.1試驗程序

準備工作：將輪轂緊固在試驗裝置的支撐面上。車輪安裝時，同樣用手工擰緊的方法或按車輛以及車輪制造廠推薦的方法至規定值。試驗用螺母與螺栓與車輪匹配，不可加潤滑劑。調整車輪位置后，將車輪輪輞壓緊至試驗夾具上，試驗的連接盤和車輪的配合面要去除多余的堆積物、灰塵或雜質。

試驗彎矩：個平行于車輪安裝面的力。試驗彎矩按下式計算：

M=（μ•R＋d）•F•S式中：M——彎矩（N•m）；μ——磨擦系數0.7；

R——輪胎靜負荷半徑；

d——偏距，內偏距為正值，外偏距為負值，單位米；

F——車輪最大額定載荷；

S——試驗強化系數。

試驗結果評價

出現下列情況之一即判定為不合格：

第一，車輪任何部位出現的新可見裂紋。

第二，在達到要求的循環次數之前，保證加載點偏移量超過初始全加載偏移量20%。

第三，試驗車輪不能繼續承受載荷至所規定的循環次數。

第四，一個以上的螺母松動，且松動后的扭矩低于最初扭矩的60%。

此實驗是實際試驗而不是軟件模擬的過程，其明確說明了輪轂檢測及診斷的方法，為輪轂是否合格提供了理論依據。