关键词：轮毂 力学性能 可靠性
0.序言
轮毂作为汽车部件之一，是车辆与路面之间运动和力传递的元件，在汽车的承载、转向、驱动、外观、节能、环保与安全方面，起着非常重要的作用。铝合金轮毂因其美观、质轻、节能、散热快、耐腐蚀、加工性好等特点，已取代钢质轮毂，成为市场上应用最多的汽车轮毂。目前，铝合金轮毂的成形方法主要还是以低压铸造为主，其轮毂力学性能及可靠性分析是保证轮毂能够正常工作的基础。本文以日产185/55R16轮毂为例，介绍其力学性能及可靠性分析。
1.力学性能分析
对日产车轮毂185/55R16（客户标准为NES M3035 [2010-N]）力学性能分析时，首先要选取试样，其试样的选取如图1所示。其轮辐、内外轮缘机械性能主要分析抗拉强度、延伸率及硬度，开发阶段检验车轮5件，量产后按控制计划执行。轮心机械性能分析抗拉强度、延伸率、硬度、二次枝晶间距，开发阶段车轮检验5件，量产后按控制计划执行，二次枝晶间距检查只在开发阶段和产品审核时进行，过程中不控制。其轮辐、内外轮缘机械性能如表1-1所示，轮心力学性能如表1-2所示：
2. 可靠性试验
依据日产标准40300 NDS10[15]日产设计式样书之要求进行试验。
2.1 弯曲疲劳试验
2.1.1 开发阶段试验
依据日产标准40300 NDS10[15]日产设计式样书之要求，载荷为1MB=1.46KNm，考虑机差后，采用载荷为1MB=1.58KNm，标准试验转数为28万转，件数3件,锁紧扭距为98N·m，安装面直径为140mm。3件车轮转裂为止，威布尔分析F(t)=5大于2倍标准转数即56万转，判定合格。
2.1.2量产阶段试验
量产后产品审核采用载荷1MB=1.46KNm，考虑机差后，采用载荷为1MB=1.58KNm，标准试验转数为28万转，件数3件,锁紧扭距为98N·m。安装面直径为140mm。3件车轮达到4倍标准转数即112万转没有发生裂纹，判定合格。
2.2 径向疲劳试验
2.2.1 开发阶段试验
依据日产标准40300 NDS10[15]日产设计式样书之要求，采用载荷F为9.71KN，轮胎规格为185/55R16 ，充气压力为490±10 kPa，标准试验行程为1500Km，件数3件,锁紧扭距为128N.m。3件车轮转裂为止，威布尔分析F(t)=5大于2倍标准转数即3000km，螺母无异常松动，判定合格。
2.2.2 量产阶段试验
量产后产品审核可采用载荷F 为9.71KN，轮胎规格为185/55R16 ，充气压力490±10 kPa，标准试验行程1500Km，3件车轮达到4倍标准转数即6000Km没有发生裂纹，判断合格。
2.3. 13冲击试验：
冲击试验依据日产标准40300 NDS10[15]日产设计式样书之要求，以气门孔为0°、22.5°、45°、67.5°位置进行试验，其中22.5°两件，其余各一件，试验轮胎为185/55R16，充气压力为196kPa±10kPa，冲击载荷为427.5kg，锁紧扭距为128N.m。其冲击位置如图2所示：
试验完成后，轮辋部位（含轮辋与轮辐接合部 ）无贯穿性龟裂，轮辋以外部位无龟裂（龟裂指采用染色渗透法或荧光法检发现龟裂达到3毫米以上），轮辋与轮盘未分离，无空气泄露现象（空气泄露是指轮胎气压在一分钟内消失）。
2.4 90冲击试验+回转弯曲试验：
依据日产标准40300 NDS10[15]日产设计式样书之要求，件数1件，90冲击试验后进行回转弯曲试验。试验轮胎为185/55R16，冲击高度3mm，轮辐位置进行冲击，试验弯距0.86Nm，试验转数200万转，充气压力：255kPa±10kPa，锁紧扭距98N.m。采用染色渗透法检查，轮辋、轮辐无龟裂。
3.结论
铝合金低压铸造轮毂力学性能及可靠性分析是保证轮毂能够正常工作的基础。本文通过对日产185/55R16轮毂的力学性能及可靠性分析，满足其要求，为后续工序及检测提供保证，对产品在工作过程中提供有力的保证。
论文作者:李志强（助教），刘春梅（助教），娄振洋（助教），陈辰（助教）
论文发表刊物:《科技中国》2017年9期
论文发表时间:2018/2/9
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