[发明专利]一种高强度车轮轮辐结构设计方法

权利要求书

1.一种高强度车轮轮辐结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）建立轮辐参数化模型：依据开发技术要求及制动钳轮廓确定轮辐初始形状，利用CAD软件对车轮轮辐进行参数化建模，对轮辐9个关键尺寸R1、R2、R3、R4、R5、R6、D、H、A 进行参数化，导出关键参数表文件.txt；进行宏程序的录制以及脚本运行程序的编写，能通过脚本运行宏程序自动实现轮辐模型的更新；

2）建立轮辐有限元模型：将步骤1）得到的参数化模型导入CAE软件中，进行车轮弯曲加载有限元模型的搭建，具体操作如下：

①将轮辐3D参数化模型和制动钳3D模型导入CAE软件中进行接触应力分析；

②将轮辐3D参数化模型导入CAE软件中进行弯曲加载最大应力分析；

3）对步骤2）得到的有限元模型进行实验设计，具体操作如下：

①对步骤2）中的分析操作指令进行批处理操作，使得CAE建模与分析能够自动运行；

②在优化软件中对轮辐9个关键参数进行实验设计与计算，采用优化拉丁方对输入采样点的空间分布进行优化，保证设计点在空间尽可能的均匀分布，采样数目≥55个，提交计算得到实验设计结果，并对结果进行评价，导出结果文件；

4）建立轮辐近似模型：在优化软件中，将步骤3）生成的结果文件导入，采用创建响应面模型方法进行近似模型的建立，定义R1、R2、R3、R4、R5、R6、D、H、A 共9个参数为输入因子，接触应力和最大应力为响应因子，拟合成近似模型，对近似模型进行误差分析，控制误差＜5%；

5）对步骤4）得到的近似模型进行优化，选取轮辐9个关键参数R1、R2、R3、R4、R5、R6、D、H、A 为设计变量，以轮辐最大接触应力为0为约束条件，轮辐最大应力最小化为优化目标，直到得到最优结果。

2.根据权利要求1所述的高强度车轮轮辐结构设计方法，其特征在于，所述步骤1）中①的具体操作如下：赋予材料属性，装配、创建分析步、提取轮辐内表面与卡钳外表面，创建接触关系、网格划分、提交计算，得到最大接触应力；输出轮辐最大接触应力到touch_stress.rpt文件，并将本次操作的指令记录导入到touch.py文件中。

3.根据权利要求1所述的高强度车轮轮辐结构设计方法，其特征在于，所述步骤1）中②的具体操作如下：创建加载参考点、赋予材料属性，装配、创建分析步、参考点与安装面耦合约束、载荷加载和边界约束、网格划分、提交计算，得到最大弯曲应力；输出轮辐最大接触应力到load_stress.rpt文件，并将本次操作的指令记录导入到load.py文件中。

4.根据权利要求1所述的高强度车轮轮辐结构设计方法，其特征在于，所述步骤3）中①的具体操作包括：编写运行touch.py的批处理运行程序run_touch.bat、 编写运行load.py的批处理运行程序run_load.bat。

5.根据权利要求1所述的高强度车轮轮辐结构设计方法，其特征在于：所述步骤3）、4）、5）中的优化软件为集成了CATIA和ABAQUS软件的Isight平台，所述步骤5）中的优化算法为多岛遗传算法。