基于ANSYS Workbench的某轮毂结构优化设计

简介：
本研究利用ANSYS Workbench软件对特定型号轮毂进行结构优化设计，旨在提高其强度与刚度的同时减轻重量，采用拓扑优化等方法探索最优设计方案。 为了实现机械零件的轻量化设计，在Ansys Workbench软件的支持下，本段落以轮毂的实际结构为依据进行了优化研究。首先利用AWE环境中的Design Modeler模块进行三维建模，并将关键尺寸参数化，以便后续优化分析。 文中指出支重轮在履带式车辆中的重要作用及其对整车性能的影响。传统的设计方法往往耗时且成本高昂，而使用Ansys Workbench则可以显著减少研发时间和费用。作者选择了直接利用Design Modeler模块进行建模的方法，并简化了模型以忽略次要因素，从而更专注于主要结构参数。 完成初步建模后，通过分配材料属性（如LC4铝合金的特性），进行了有限元分析和静态应力分析，得到包含64,486个单元和119,314个节点的网格模型。优化设计的关键在于确定影响性能的核心尺寸变量，并利用Ansys Workbench中的优化功能寻找最优组合方案。 最终结果表明，在保证结构刚度与强度的前提下，轮毂重量减少了10.8%，实现了轻量化目标。本研究强调了参数化建模、有限元分析和优化计算在机械设计中的重要性，为追求高性能和轻量化的部件提供了参考方法。