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因摩托車輪的受力比較復(fù)雜，有限元分析在摩托車鋁合金車輪的設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少，尚未形成完善的分析體系這種情況對(duì)于新型摩托車及其車輪的設(shè)計(jì)推廣使用極為不利，如果進(jìn)行有限元分析，必將大大縮短設(shè)計(jì)周期"降低設(shè)計(jì)成本，更快地將新型摩托車輪可靠地推向市場(chǎng)，并對(duì)老式摩托車輪的可靠性設(shè)計(jì)提供權(quán)威的理論依據(jù)。
有限元分析的過程通常是首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)建立正確簡(jiǎn)化的力學(xué)模型，根據(jù)力學(xué)模型建立有限元分析模型進(jìn)行分析，得出有限元分析結(jié)果，并對(duì)照材料的456曲線或物理性能，得出結(jié)論分析流程圖如圖所示。
(1) 在I-DEAS中meshing菜單下進(jìn)行實(shí)體單元網(wǎng)格劃分。材料選擇A356，單元格長(zhǎng)度為7 mm，進(jìn)行網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格質(zhì)量檢查，直至檢查結(jié)果顯示為“0 elements storedas output group”，表明網(wǎng)格劃分成功，否則必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
(2) 施加等效載荷在徑向彎曲疲勞分析中，載荷由兩部分組成：接觸應(yīng)力、輪胎氣壓力。據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，摩托車在行駛過程中，車輪與地面接觸，受力范圍主要集中在80°區(qū)域，創(chuàng)建接觸應(yīng)力：Q-徑向載荷N，Sr-系數(shù)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值取2.25，W-車輪標(biāo)定的最大設(shè)計(jì)載荷，1470N，故Traction=2.25×1470/8=413.4375N。創(chuàng)建輪胎氣壓力P：點(diǎn)選Pressure圖標(biāo)，Use groupcurrent，輸入壓力大小為0.46 MPa。在“設(shè)置”圖標(biāo)下選擇Combine，依次選擇F和Pressure。
(3) 點(diǎn)選“Manage Solve”圖標(biāo)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算。在鋁車輪的滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，一般采用云圖的方式進(jìn)行后處理如圖所示。通過觀察儀可以發(fā)現(xiàn)，在徑向彎曲疲勞作用下，最先變形的是輪輞，顯示應(yīng)力最大部位為輪輻與輪輞交接處。
(4) 疲勞分析應(yīng)力計(jì)算完成之后，進(jìn)行疲勞分析。在Durability下選擇Creat Event，并選中所施加的載荷。根據(jù)QC/T212-1996標(biāo)準(zhǔn)要求輸入壽命為5×e5r，進(jìn)行計(jì)算。
從圖可以十分清楚地看到產(chǎn)品各不同部位的循環(huán)次數(shù)（壽命）和完成所有循環(huán)后的破壞系數(shù)，如圖所示最大破壞系數(shù)為7.74×e-2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，也就是綜合考慮可能會(huì)產(chǎn)生的實(shí)效因素，其破壞系數(shù)都小于1，因此不可能產(chǎn)生失效，所以對(duì)于該摩托車輪的徑向彎曲疲勞分析的結(jié)果是設(shè)計(jì)合理、壽命可靠。
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