Las ruedas de los automóviles son componentes de seguridad importantes en los automóviles, que tienen un impacto importante en la comodidad, estabilidad y seguridad del automóvil durante la conducción. Con el fin de mejorar la resistencia de las llantas de aleación de aluminio para fines especiales, cada vez más empresas realizan análisis e investigaciones sobre la falla por fatiga de las llantas. Este artículo toma como ejemplo el cubo de rueda de aleación de aluminio. Basado en el análisis de elementos finitos, se lleva a cabo una prueba de fatiga por flexión en el cubo de la rueda del automóvil para descubrir los defectos estructurales y la ubicación de la falla del cubo de la rueda.

1 Análisis de elementos finitos El proceso básico del análisis de elementos finitos tiene principalmente tres etapas. Etapa de preprocesamiento: convierta el modelo físico real en un modelo de elementos finitos ideal y utilice elementos discretos para reemplazar el dominio de cálculo general; etapa de análisis y cálculo: seleccione un solucionador adecuado según el problema específico y luego realice cálculos numéricos; Etapa de posprocesamiento: solución numérica Los resultados se resumen y analizan. En el análisis de elementos finitos, una condición de límite clara y razonable es la primera condición para el éxito, y las restricciones deben cumplir con la situación real tanto como sea posible. Las condiciones de contorno de los objetos de modelado de análisis numérico de este documento son claras y las condiciones de contorno del modelo geométrico se pueden utilizar para determinar las condiciones de contorno mecánicas. En la prueba dinámica de fatiga por flexión del modelo de análisis de elementos finitos de la prueba de flexión del cubo de la rueda, la llanta del cubo de la rueda del automóvil se fija en la plataforma giratoria de la máquina de prueba mediante una abrazadera, y el centro del cubo utiliza varios tornillos de fijación para conectar estrechamente el cubo de rueda y brazo de carga. La prueba se basa en el principio de movimiento relativo y el análisis de la prueba de fatiga por flexión del buje de rueda de aleación de aluminio del cojinete de rueda estático Guo Weicheng
Sujeto a una carga de momento flector giratorio. La prueba de fatiga por flexión se utiliza para inspeccionar el vapor.
Ubicación B. De la Figura 2, el diagrama de la nube de distribución de esfuerzos de flexión del cubo de rueda en la dirección
La influencia de la carga de flexión en el cubo de la rueda durante la conducción.

Se concluye que la tensión frontal máxima aparece alrededor del orificio central del centro de entrenamiento de ruedas.
El cubo de la rueda tiene que soportar momentos de flexión dinámicos en la prueba real.
La posición cerca del orificio del perno: la tensión máxima en la cavidad posterior aparece en la
Habrá diferentes direcciones de carga, la tensión máxima generada
La posición cerca del orificio del perno, hasta 132.6MPa, es la más peligrosa en el buje.
La ubicación también es diferente.

Cargue el cubo varias veces según las características estructurales del cubo
s posición. Bajo el estado continuo de alta tensión, el daño causado por el cubo de la rueda
Realice un análisis estático para determinar la distribución de tensión máxima bajo carga cíclica
El daño debe aparecer primero en la cavidad posterior y luego extenderse a la posición frontal.
132.6MPa
112.6MPa
L coche civil
(a) Frente
(b) Cavidad trasera
Figura 2 Diagrama de nubes de la distribución del esfuerzo de flexión en la dirección Y
La figura 3 es la tensión de flexión de la rueda que enseña en la dirección X bajo carga de flexión.
La posición del agujero es 117.5MPa; la tensión máxima de la cavidad posterior aparece en
Distribución de fuerzas. A partir de los resultados de la distribución de esfuerzos, se puede extraer: cubo de rueda
Los radios están cerca de los orificios de los pernos, que es 105.9MPao
La tensión frontal máxima ocurre cerca del perno alrededor del orificio central del cubo.
117,5 MPa
105,9 MPa
2
(a) Frente
(b) Cavidad trasera
Figura 3 Diagrama de nubes de distribución del esfuerzo de flexión en la dirección X
Análisis de prueba de banco de 2 hub
30% del punto de fusión del material.
Antes de la prueba, la rueda debe coincidir estrechamente con las piezas de conexión en la máquina de prueba

2.1 Determinación del momento flector de prueba
Utilice pernos y tuercas para la instalación estándar de ruedas y aplique
El momento flector de prueba se determina mediante la ecuación (1):
Apriete el par al 115% del par especificado y fije el buje en la prueba
M = (uXR + d) XFXS
(1)
La superficie de apoyo de la máquina. Durante la prueba, siempre controle la tuerca
Donde: M es el momento flector, Nom; μ es la fricción entre el neumático y la carretera
Apriete y haga que el sistema de carga mantenga la carga nominal, aplique la carga
El coeficiente se establece en 0,7: R es el radio de carga estática, que está determinado por la fábrica de ruedas o
El error no supera el ± 2,5%. Si el perno se rompe durante la prueba
La carga estática máxima del neumático especificada por el fabricante del automóvil.
Si el perno está agrietado, la prueba puede continuar después de reemplazar el perno. Muestra bajo rotación de alta velocidad
Radio, m; d es la distancia de desplazamiento de la rueda (el desplazamiento interior es positivo, el desplazamiento exterior es
La ocurrencia de autocalentamiento puede afectar la vida de fatiga y los resultados de las pruebas de resistencia.
Negativo), según normativa de la fábrica de ruedas, m; F es la carga nominal máxima de la rueda,
Haz un impacto. Si esto sucede, se recomienda reducir la frecuencia de prueba.
Especificado por la fábrica de ruedas o el fabricante de automóviles, N: S es el coeficiente de prueba de fortalecimiento
Velocidad. Para la prueba a temperatura ambiente, la temperatura de la muestra no debe exceder el material de prueba.

2.2 Criterios de juicio de falla de la prueba Si ocurre alguno de los siguientes fenómenos durante la prueba, la prueba se considera inválida:
��?Hay grietas visibles en cualquier parte del cubo de la rueda;
②Una o más tuercas están sueltas y el par de torsión cae, que es inferior al 60% del par inicial;
③El cubo de la rueda no puede seguir soportando la carga hasta el número de ciclos requerido. Condiciones de prueba: carga de momento flector de 3235N · m, par inicial de la tuerca 105 ��?l15N, número requerido de revoluciones de 200.000 ��?1,8 millones de r.
2.3 Análisis de los resultados de la prueba Una vez que el cubo alcanza el número requerido de ciclos bajo la carga de momento flector especificado, se retira de la máquina de prueba de fatiga por flexión y las diversas superficies y secciones del cubo se inspeccionan mediante detección de defectos fluorescentes o de penetración de color. Si no hay grietas en cada superficie de detección, se considerará que la rueda ha pasado la prueba de fatiga por flexión; por el contrario, se considera que no ha superado la prueba. Si la desviación del punto de carga excede el 20% de la desviación inicial a plena carga antes de que se alcance el número de ciclos requeridos por la prueba, se considerará que la prueba de la rueda ha fallado.
Los resultados de la prueba de fatiga por flexión de las muestras de cubos de rueda se muestran en la Tabla 2. Tabla 2 Resultados de la prueba de fatiga por flexión de cubos de rueda. Se puede ver en los resultados de la prueba que cuando la carga del momento de flexión aplicada durante la prueba es 3235N · my la revolución de la máquina de prueba es de hasta 5,85 millones de r, aparecerán grietas en la unión del centro de la cavidad posterior del buje y los radios. , Y la parte frontal todavía no tiene grietas; bajo la condición de la misma carga, cuando el número de revoluciones aumenta a 7.72 millones de r, aparecen grietas en la cavidad posterior del buje primero, luego se extienden hacia un lado, y luego alcanzan la parte delantera de los radios, y finalmente causan la radios para producir fracturas penetrantes.

Conclusión: 1. Los resultados del análisis de esfuerzos de flexión de los El método de elementos para llantas de aleación de aluminio muestra que la tensión en los orificios de los pernos cerca del centro de la rueda y los radios es relativamente grande, lo que es fácil de dañar. También hay una cierta zona de alta tensión en la unión de los radios y la llanta. En una posición peligrosa.
2. El cubo de la rueda de aleación de aluminio ha sido sometido a una prueba de banco y su posición de falla por fatiga de flexión es básicamente la misma que la del resultado de la simulación. Por lo tanto, el método de cálculo de elementos finitos se puede utilizar para encontrar la posición más peligrosa en la estructura de la rueda y luego mejorarla.

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