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　　E05_ 工业大学 金属零件结构设计手册 ➢ 目标：可靠性、轻量化、成本 1零件集锦 一、轮边 设计制造过程 1. 轮边初步装配模型 ⚫ 根据实际轮圈建立轮辐初步模型，导入hypermesh 进行网格划 分与拓扑优化。 1- 1 轮辋初步模型 1- 2 前轮边装配体设计 1- 3 网格划分 1- 4 网格划分 1- 5 网格划分 1- 6 拓扑结果 2. 造型修改 2- 1 结合拓扑结果的最后造型 3. Ansys 优化校核 ⚫ 可靠性目标：经验安全系数1.5，经验动载系数1.8。 ⚫ 星空体育科技有限公司优化目标：质量、应力集中、刚度等。 ⚫ 策略：静力学迭代优化与瞬态动力学校核 材料： 杨氏模量 泊松比 抗拉强度 屈服强度 72GPa 0.33 570MPa 505MPa 3- 1 7075-t6 铝合金材料属性 3- 2 两种方案载荷施加 3- 3 多点测量发现需要修改的地方 3- 4 优化前静力学分析应力分布 Minimum um Carry Over Step Step End Time Initial Substeps Substeps Substeps Time Step 1 5.e-002 s 60. 10. 100. 2 0.25 s 150. 200. 75. Off 3 0.6 s 175. 250. 3- 5 瞬态动力学载荷步与时间步设置 3- 6 匀速直线工况转变为转向制动工况载荷 3- 7 载荷折线 瞬态动力学分析应力与位移结果 3- 9 动力学与静力学分析应力分布对比 ⚫ 可见应力分布基本一致，最大应力比约为 2.21，最终安全系数达 到1.55，满足我们的设计目标。 4. 优化成果 4- 1 优化后静力学分析应力分布 模型 最大形变量 最大应力 最小安全系数 重量 优化前 0.472mm 191.41MPa 2.64 439g 优化后 0.415mm 174.20MPa 2.90 420g 4- 2 优化前后对比 模型 最小安全系数 重量 成本 原装轮辐 1.81 560g ¥1430 设计 3.42 449g ¥520 4- 3 轮辐与Keizer 轮辐对比 ⚫ 可见通过分析优化，使得 与轮辐结构得到提升，且有助于 簧下质量轻量化。 5. 制造 ⚫ 由于在设计过程中就考虑到 难度，所以 轮辐仅需通过 数控车以及数控铣两道工序便能完成 ，有利于减少成本

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