基于有限元分析的铝合金轮毂造型设计.docx

2014年10月基于有限元分析的铝合金轮毂造型设计*闫胜昝1，刘伟鹏2（1．安庆师范学院计算机与信息学院，安徽安庆246052；2．万丰奥威汽轮股份有限公司技术中心，浙江新昌523001）摘要：轮毂既是关键的承载安全件，又是整车形象的点睛之笔。为了获得既具有承受设计载荷的能力，又能体现整车外观造型美的铝合金轮毂，通过分析铝合金轮毂的结构特点、性能要求及造型目标，将有限元分析方法引入传统的轮毂造型设计流程，提出了造型与结构一体化的设计方法，并以一款轮毂的设计为例，证明了该方法的可行性，及其增强产品造型创新性，提高造型设计效率的作用。关键词：工业设计；有限元分析；轮毂；计算机辅助设计；造型中图分类号：TB47；TP391文献标识码：A文章编号：1001-2354（2014）10-0109-04DOI:10.13841/j.cnki.jxsj.2014.10.027汽车发展过程中，最具特色和直观感的变化是车身外形的演变。人类审美观的变化促进了车身外形的发展［1］。轮毂的造型既要注意与车身整体外形的匹配， 又要有自身的造型设计特点，做到既有对比，又达到统一的造型效果。同时，人类对汽车性能的要求也逐渐提高，轮毂是充分发挥汽车性能的保障，它承受着车身与地面的各种载荷，直接影响汽车的安全性、动力性、制 动性、乘坐舒适性和行驶平稳性。因此，轮毂结构设计的合理是设计的首要任务。而 轮毂同时作为汽车的时尚装饰部件，其外观造型的美观直接影响整车设计的品位和档次，对整车外部形象有着不可忽视的作用［2］。鉴于此，轮毂的设计应在结构设计符合标准性能要求的前提下进行造型设计，通过有限元分析方法实现结构设计与造型设计一体化的轮毂设计方法，使功能性与形式美紧密结合，实现了技术、功能与造型的最佳结合。1轮毂造型分析1．1铝合金轮毂的特点随着科技的不断进步，汽车越来越多地使用铝合金轮毂。铝合金轮毂相比钢制车轮有如下4大特点：（1）节能。铝合金密度低，轮毂质量轻，加工精度高，高速转动时的阻力小、变形小，可提高汽车的行驶性能，减少油耗。（2）安全。铝合金的导热系数是钢的3倍，散热效果非常好，可增强制动性能，提高使用寿命，保障汽车行驶安全。（3）舒适。一般与铝合金轮毂配用的是扁平轮胎， 其缓冲和吸震性能均优于普通轮胎，使汽车坎坷道路上或快速行驶时，舒适性提高。（4）美观。铝合金轮毂外观设计精美，造型多样化，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Abstract：Inordertoaccuratelygrasptheconsumer′scogni-tiveruletoproductmodelingimage，thesupportvectormachinemodelwasintroducedintoimageevaluation．TakingCNCmachineasanexample，theimagescoreoftheCNCmachinewasob-tainedbyconductingsurveys，thenitsmodelingelementswereseparated，finally，theobtaineddatawasappliedinsupportvec-tormachinewithparticleswarmoptimization，thenthedatamod-elonproductimageevaluationwasestablished．TocomparetheaccuraciesofBPneuralnetwork，supportvectormachinewithcrossvalidationmethodandsupportvectormachinewithparticleswarmoptimization，fivegroupsdatawithoutlearningwerechoosedtotestthemodels．Comparedwiththeothertwometh-ods，theexperimentalresultsshowedthatthemeanvaluestestedbythesupportvectormachinemodelwithparticleswarmopti-mizationwerecloserwiththevaluebythequestionnaire，andthismothodcanbeusedtopredicttheconsumers′imageevaluationforproducts．Keywords：productmodelingdesign；supportvectorma-chine；image；evaluation；particleswarmoptimizati