镁合金轮毂的服役状态分析与结构优化设计（本科毕业论文设计）.doc
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镁合金轮毂的服役状态分析与结构优化设计（本科毕业论文设计）,摘要 在当今社会，节能与环保已经成为社会发展的主题，镁合金具有比重小，高比强度，高比刚度以及良好的铸造性能和阻尼，吸震，降噪能力强等一系列优点，是目前市场上最轻的商用金属结构材料，在亟待减重的轮毂上具有广阔的应用前景。现有轮毂的结构都是针对钢和铝合金设计的，由于镁合金与钢、铝合金的机械性能差别较大，因此必须对原结构轮毂...
内容介绍
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摘要
在当今社会，节能与环保已经成为社会发展的主题，镁合金具有比重小，高比强度，高比刚度以及良好的铸造性能和阻尼，吸震，降噪能力强等一系列优点，是目前市场上最轻的商用金属结构材料，在亟待减重的轮毂上具有广阔的应用前景。
现有轮毂的结构都是针对钢和铝合金设计的，由于镁合金与钢、铝合金的机
械性能差别较大，因此必须对原结构轮毂的服役应力状态进行分析，以确保材料
替代后的服役性能。为实现轮毂材料的更新换代、推动镁合金在轮毂上的合理应
用，本文应用有限元法，对轮毂进行应力分析并做出改进以满足服役要求.
关键词：镁合金，铝合金，轮毂，替代技术，有限元法，应力分析，结构再设计
ABSTRCT
In modern society，energy conservation and environmental protection are the main subject of social development. Magnesium alloys have many advantages，like low-gravity，high specific strength and stiffness，good casting property and outstanding damping capability，reduced noise and vibration, etc. They are the lightest commercial metallic material for structural application，and have great potential for use in wheels of road vehicles.
However，the Mg alloys cannot be directly used on the commercial wheels because Mg alloys possess material properties considerably different from those materials，such as steel or Al alloys，to which the wheel is designed for. To ensure the performance and safety，the service condition of the wheels has to be analyzed and the structure of the Mg wheels have to redesigned to in accordance with the materials properties of Mg alloys. To promote a scientific understanding on the effect of material substitution and structural features on the service condition of wheels， finite element method is used to optimize wheel structure in the present study.
Keywords: Magnesium Alloy，Aluminum Alloy，Wheel，Material Substitution，FEM Stress Analysis，Structural Redesign.
目录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目录 III
绪论 1
1课题背景、意义及研究内容 2
1.1 课题背景 2
1.2 课题意义 3
1.3 课题研究内容 3
2镁合金的基本性质及应用情况 4
2.1 镁合金的性质 4
2.2镁合金的广泛应用及基本成形技术 5
2.2.1 镁合金的应用情况 5
2.2.2 镁合金成形技术 6
3 轮毂的结构设计 9
3.1 车轮轮毂设计概述 9
3.1.1 车轮的基本设计知识 9
3.1.2 车轮的种类 10
3.1.3 车轮的基本装配知识 10
3.1.4 车轮设计基本步骤 11
3.2 关于设计的基本原则及要求 12
3.2.1 基本设计原则 12
3.2.2 满足强度要求的设计准则 12
4 轮毂的分析及优化 14
4.1轮毂分析优化的重要性 14
4.2 轮毂的分析原则 14
4.3 有限元法 15
4.3.1 有限元法简述 15
4.3.2 有限元法优缺点 16
4.3.3 有限元法在材料替代中的应用 16
4.4 再设计轮毂的有限元分析及改进 19
5 结论 23
致谢 24
参考文献 25
在当今社会，节能与环保已经成为社会发展的主题，镁合金具有比重小，高比强度，高比刚度以及良好的铸造性能和阻尼，吸震，降噪能力强等一系列优点，是目前市场上最轻的商用金属结构材料，在亟待减重的轮毂上具有广阔的应用前景。
现有轮毂的结构都是针对钢和铝合金设计的，由于镁合金与钢、铝合金的机
械性能差别较大，因此必须对原结构轮毂的服役应力状态进行分析，以确保材料
替代后的服役性能。为实现轮毂材料的更新换代、推动镁合金在轮毂上的合理应
用，本文应用有限元法，对轮毂进行应力分析并做出改进以满足服役要求.
关键词：镁合金，铝合金，轮毂，替代技术，有限元法，应力分析，结构再设计
ABSTRCT
In modern society，energy conservation and environmental protection are the main subject of social development. Magnesium alloys have many advantages，like low-gravity，high specific strength and stiffness，good casting property and outstanding damping capability，reduced noise and vibration, etc. They are the lightest commercial metallic material for structural application，and have great potential for use in wheels of road vehicles.
However，the Mg alloys cannot be directly used on the commercial wheels because Mg alloys possess material properties considerably different from those materials，such as steel or Al alloys，to which the wheel is designed for. To ensure the performance and safety，the service condition of the wheels has to be analyzed and the structure of the Mg wheels have to redesigned to in accordance with the materials properties of Mg alloys. To promote a scientific understanding on the effect of material substitution and structural features on the service condition of wheels， finite element method is used to optimize wheel structure in the present study.
Keywords: Magnesium Alloy，Aluminum Alloy，Wheel，Material Substitution，FEM Stress Analysis，Structural Redesign.
目录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目录 III
绪论 1
1课题背景、意义及研究内容 2
1.1 课题背景 2
1.2 课题意义 3
1.3 课题研究内容 3
2镁合金的基本性质及应用情况 4
2.1 镁合金的性质 4
2.2镁合金的广泛应用及基本成形技术 5
2.2.1 镁合金的应用情况 5
2.2.2 镁合金成形技术 6
3 轮毂的结构设计 9
3.1 车轮轮毂设计概述 9
3.1.1 车轮的基本设计知识 9
3.1.2 车轮的种类 10
3.1.3 车轮的基本装配知识 10
3.1.4 车轮设计基本步骤 11
3.2 关于设计的基本原则及要求 12
3.2.1 基本设计原则 12
3.2.2 满足强度要求的设计准则 12
4 轮毂的分析及优化 14
4.1轮毂分析优化的重要性 14
4.2 轮毂的分析原则 14
4.3 有限元法 15
4.3.1 有限元法简述 15
4.3.2 有限元法优缺点 16
4.3.3 有限元法在材料替代中的应用 16
4.4 再设计轮毂的有限元分析及改进 19
5 结论 23
致谢 24
参考文献 25
