1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1设计目的及意义

随着日益严重的能源危机以及环境恶化，无论是在内燃机汽车还是新能源汽车领域，汽车轻量化都已成为汽车厂商关注的焦点，这也逐渐成为汽车公司的核心竞争力之一。汽车轻量化是在保证汽车性能和安全性的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排放。一辆轿车通常需要装备四到五个轮毂，而钢制轮毂重量一般是汽车整车重量的 5-9%左右，因此汽车轮毂的轻量化对汽车整体的减重有重大意义。根据有关资料，减少旋转部件质量比减少静态部件质量更有利于降低汽车燃油消耗。

目前，汽车轮毂的轻量化主要体现在使用轻质材料并进行结构优化上，而且轻量化技术己比较成熟。随着新材料技术的不断进步，轮毂的材料选用也将不断发生变化，例如镁合金材料在汽车轮毂上的轻量化应用。在轮毂设计中,应设计合理的轮毂结构,以保证轮毂有足够的刚度。在保证轮毂的刚度的同时,可以适当地降低轮毂的变形量,以保证其轮辋的圆度,改善驾驶性能,提高其安全性能。此外,造型美观的轮毂还会带来很好的市场效应。总之,在轮毂设计时,以足够的强度为前提,以轻量化设计为主导方向,同时兼顾满足一些其它性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究设计的基本内容及目标

本文以参考的轮毂型号为研究对象,以镁合金为汽车轮毂材料,采用一体化的铸造方式,并利用分析软件ansys进行结构优化设计,达到轻量化设计的目的。通过三维设计软件catia来建立轮毂实体模型。在汽车轮毂的结构设计方面,通过有限元应力分析得出了螺栓孔设计为锥面的合理性,为轮毂的承载和轻量化的后期设计提供了储备。在轮毂的形状尺寸优化方面,选取轮辋形状厚度、轮辐形状厚度以及安装凸台的形状厚度这些对轻量化设计影响较大的参数作为设计变量。为了更精确地减少轮毂材料,将安装凸台的径向尺寸也作为设计变量。同时,根据镁合金的材料性质,设置不超过其强度极限和变形极限的变化范围作为状态变量,以满足轮毂安全使用性能,以及尽可能地符合实际工况。

2.2技术方案及措施：

3. 研究计划与安排

7 学期第20周

确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集

8 学期第1周

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 樊利国. 18x7.5低压铸造铝合金轮毂的轻量化设计[j]. 机械研究与应用, 2016,29(05):130-132 135.

[2] 白亚江.基于轮毂盖的低压铸造铝合金轮毂轻量化设计[j]. 汽车零部件, 2016(09):17-22.

[3] 王一浏. 车轮结构—材料一体化轻量化多目标优化研究[d]. 吉林大学, 2016.