基于ANSYS Workbench的FSAE賽車輪芯輕量化設(shè)計(jì)

山西中北大學(xué)　墨海波

基于ANSYS Workbench的FSAE賽車輪芯輕量化設(shè)計(jì)

山西中北大學(xué)墨海波

汽車輪芯是連接半軸和輪輞的重要零件，實(shí)現(xiàn)輪芯的輕量化對(duì)汽車動(dòng)力性的提高和油耗的降低有重要作用。本文通過對(duì)車隊(duì)已有的FSAE賽車輪芯簡(jiǎn)易模型的分析，利用ANSYS Workbench分析平臺(tái)對(duì)輪芯重新建模，并用Static Structural模塊進(jìn)行靜力分析，最后通過Design Exploation模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證傳動(dòng)安全的情況下實(shí)現(xiàn)FSAE賽車的輪芯輕量化。分析結(jié)果表明：輪芯中軸部分壁厚對(duì)輪芯質(zhì)量和應(yīng)力影響最大，輪芯質(zhì)量由2.63kg降到0.99kg。

大學(xué)生方程式賽車；輪芯；輕量化；ANSYS Workbench

引言

中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽，英文名稱為Formula Student China（簡(jiǎn)稱FSC），是一項(xiàng)由高等院校汽車工程或汽車相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生組隊(duì)參加的汽車設(shè)計(jì)與制造比賽。各參賽車隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，在一年的時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)、操控性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單人座休閑賽車，能夠成功完成全部或部分賽事環(huán)節(jié)的比賽。

汽車的輕量化就是在保證汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。由于輪芯位置的特殊性，實(shí)現(xiàn)它的輕量化的意義更加明顯。

本文以中北大學(xué)方程式賽車的輪芯為研究對(duì)象，利用ANSYS建立幾何模型進(jìn)行力學(xué)分析，并進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。

1輪芯模型的建立

由于賽車輪芯不是普通汽車輪芯，所用輪輞為賽車專用輪輞，所以要進(jìn)行輪芯的重新設(shè)計(jì)。……