鎂合金汽車輪轂的研究與開發(fā).pdf

1、資源和環(huán)境是已成為世界各國越來越突出的問題，為了節(jié)能降耗、減少廢氣排放、提高駕乘舒適度和車輛動(dòng)力學(xué)的性能，現(xiàn)代汽車、摩托車等交通工具正在向輕量化方向發(fā)展。鎂合金是現(xiàn)已知的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料之一，具有多方面結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)勢，越來越受到各國的青睞。自1990年以來，美國、日本、德國、澳大利亞等國家相繼出臺(tái)了自己的鎂合金研究計(jì)劃，把鎂合金列為21世紀(jì)研究與開發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目。我國科技部也在“十五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃中特別提出了“鎂合金開發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化

2、”重大項(xiàng)目。本文基于該背景，對(duì)鎂合金汽車輪轂的研究與開發(fā)。 本文以汽車輪轂為研究對(duì)象，基于產(chǎn)品研究開發(fā)的一般流程，制定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝方案設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)的技術(shù)路線。借助CAD、CAE等工具，對(duì)汽車輪轂結(jié)構(gòu)與性能、模具造型、鑄造工藝等進(jìn)行了設(shè)計(jì)、仿真分析與優(yōu)化。 基于材料替代再設(shè)計(jì)的方法，對(duì)汽車輪轂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)材料替代后的輪轂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)徑向疲勞試驗(yàn)和車輪沖擊試驗(yàn)的仿真分析。分析結(jié)果表明，輪轂

3、結(jié)構(gòu)基本滿足性能要求，通過適當(dāng)增大應(yīng)力集中點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)尺寸，可有效降低輪轂的最大應(yīng)力值，使輪轂結(jié)構(gòu)更加趨于合理。 汽車輪轂的成型工藝類型較多，以擠壓鑄造生產(chǎn)鎂合金輪轂的工藝方法現(xiàn)今多處于研究階段。本文根據(jù)擠壓鑄造的工藝特點(diǎn)，對(duì)汽車輪轂擠壓鑄造模具要點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié)，并對(duì)模具型腔進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用三維CAD軟件對(duì)其進(jìn)行了幾何建模。 以所設(shè)計(jì)的汽車輪轂和模具為模型，運(yùn)用專業(yè)鑄造分析軟件對(duì)鎂合金汽車輪轂的擠壓鑄造進(jìn)行了數(shù)值模擬