浅谈铝合金汽车轮毂结构性性能优化

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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浅谈铝合金汽车轮毂结构性性能优化

李洪梅

佛山市南海奔达模具有限公司

摘要:轮毂是车辆承载最重要的安全部件之一,其内在质量的可靠性不但关系到车辆和车上人员物资的安全,还影响到车辆在行驶过程中的平稳性、操控性和舒适性等。这就要求轮毂的尺寸精度高、动平衡好、疲劳强度高、有好的刚性和弹性。其中,对轮毂的疲劳强度有着特别严格要求。在国际上每个国家根据自身地理环境、天气、路况等条件都制定有一套相应的判定标准。例如欧美国家采用SAE标准,德国采用TUV标准,日本采用JWL\JWL-T标准等。而根据轮型适用的车型等特定条件,还有单独的ATV标准等等。可见轮毂性能是否达标,是判定轮毂质量是否合格的重要依据.

1.铝合金汽车轮毂的常规实验项目

一个质量合格的轮毂必须通过13度冲击实验、弯曲疲劳实验和径向疲劳实验三大实验。其中冲击实验必需对筋条(180度)和窗口(0度)分别进行测试。

1.113度冲击实验G=0.6*W+180(KG)G=锤重W=最大负载(查表可得)

13度冲击实验主要针对轮毂轮辐的强度进行测试。将轮毂沿Z轴倾斜13度摆放,在230mm的高度施加一个锤重垂直落下对轮毂轮缘的接触面进行冲击,冲击过程结束后轮毂轮辐各部位没有出现裂纹即为通过实验。

一、辐条的整体走势遵循由轮缘向中心PCD结构逐渐加厚原则。

二、图中1所示部位结构强调轮辋与轮辐的连接部位,此部位承载轮辋与辐条之间的连接关系,设计时应尽量做厚,做宽从而达到在轮毂受到外力冲击时连接部位不出现失效断裂。

三、图中2所示部位结构为辐条中段。该部位可起到卸载图1结构受到冲击时的冲击力,因此可将该部位适当设计的薄一点,主动吸引并卸载一部份轮毂承受到的冲击力,来达到保证轮毂整体性能的目的。

四、图中3所示部位结构为辐条的中心部位。该部位除了要承载车轮的外部冲击,还起到连接车轴与轮子的作用,因此在设计该部位时,一定要适当增加肉厚,务必保证轮子在受到外力冲击时性能不会失效而造成轮子与汽车连接部位脱落。另外根据多年开发经验总结,在设计该结构时,图4所示的窗口部位其宽度不应低于8.5mm,否则此处极易出现裂纹,在汽车行驶中存在安全隐患。

结语

铝合金轮毂在常用轿车中的应用非常广范,其经济性和实用性短时间内暂时还没有更好的替代产品,因此我们仍需从各个方面入手,保证和提高铝合金轮毂的安全性。