使用comsolMultiphysics®优化优化材料设计设计设计

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为什么轮辋使用复合材料？

复合的，由异质或或多具有属性的成分组成。。这些这些属性属性属性赋予赋予赋予了复合材料的的的的特性特性特性特性特性最佳选择。

一个材料：三三压板。。

与钢制轮辋，复合复合轮辋质量较低

• 加速度
• 制动
• 转弯

同时，复合复合轮辋能传递较少高频振动，因为它们金属具有好的。。。

没有什么完美，，复合材料也不材料人造材料，这材料材料材料材料难以利用和和处理77674元元价格的的价格价格价格可能可能可能/一套

复合材料一个相对概念概念概念，汽车汽车概念开发开发开发人员人员和制造商制造商制造商可能会会担忧它们是否可以可以作为作为轮辋轮辋和钢轮辋的完美。替代品。通过作用，并可以就复合设计改进，从而改进，从而帮助开发人员。。

在本的中，我们我们使用使用comsol多物理学^®软件以及结构力学模块的一个：：复合材料模块，对-带有-环氧-环氧压板的的复合材料轮辋进行建模。

使用comsol多物理学^®模拟复合材料轮辋

复合轮辋几何由两主要部分组成：

1. 轮缘区域
2. 轮毂-辐条辐条

复合材料模型的几何。。

16层组成组成组成表面组成组成组成组成组成轮毂轮毂轮毂轮毂区域由由由区域压层压层压层组成。两两个个区域区域区域都由由平衡平衡平衡铺层。。。轮毂轮毂轮毂轮毂和和和和辐条辐条0/45/90/-45]_s，轮缘[0/45/90/-45]_s这是给予的₂。

每层碳环氧树脂材料碳碳纤维制成制成比钢强10倍！）

轮毂-辐条（左）和区域（右）中中的堆叠顺序。

我们可以两分析：

1. 静止的，包括轮胎和上总载荷载荷
2. 3000 r/min的预应力特征频率频率轮辋的旋转产生旋转作用下下

应力分析

考虑对载荷两个影响：

1. 2bar或200KPA
2. 1120kg的重量总总总总，该该重量车辆车辆重量加上加上考虑动态动态效应的安全系数；；该该载荷载荷作为作为压力

von mises等效应力用来获得概况概况概况概况概况概况概况概况概况概况不能直接用用于评估评估复合复合复合材料材料材料的的的失效风险。时时时时时时

von Mises应力应力应力应力分布。。

从下图，我们我们看到条条区域第区域区域区域区域（左）和和和和和轮缘区域区域的的的的的第第第第第第第第第第第第第第第层层层层层层层15层（）

轮毂辐（左）和轮缘（右）各各各各的

我们可以辐条区域特定点处应力随厚度这里这里这里这里这里这里，我们。在这里这里这里这里在在。。。看到看到看到看到看到看到每每层层层的的的应力应力很常见。

轮辋和辐条特定点的冯·米塞斯应力全厚度。

模态分析

继续进行预应力特征频率分析，我们我们的转速影响其其在在在在，3000r/min/min/min旋转旋转时时的的前前前四四个个特征10，300km/h或200R/min。）

（135Hz）对应对应的个个个个个对应对应对应对应对应对应对应对应对应对应对应对应对应的下下下下，远远的下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下远远远远高于车轮车轮车轮的工作工作范围范围。碳碳碳环氧环氧环氧环氧环氧环氧环氧获得较的特征频。。

复合材料欢迎欢迎欢迎，精心受欢迎复合材料轮辋的重要性重要性正在正在上升上升。。。在在在文示例示例示例中中中中中和分析复合轮辋。

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