【轻量化奖评选】方案自动寻优的轻量化等强度轮辋设计方法

参评技术：方案自动寻优的轻量化等强度轮辋设计方法
　　
　 技术简介
　　
　　研究了一种钢制车轮变厚度等强度轮辋的设计方法，实现了等强度轮辋设计方案自动寻优，获得了显著的轻量化效果，可使轮辋减重超过10%。该方法是基于车轮强度的仿真方法，通过软件编程实现优化设计平台软件对结构设计软件、有限元分析软件等的自动驱动，进而达到软件间数据的自动交互、车轮模型的自动更新和结构参数的自动寻优，最终获得轮辋的等强度优化设计方案，使轮辋在满足刚度、强度的前提下，重量得到降低。
　　
　　考虑到变厚度轮辋的制造工艺难度较大，使用本项目所提设计方法，也可在优化设计中规定轮辋各处板厚相同而设置为1个设计参数，通过优化板厚和其他截面参数，改善轮辋应力分布，进而达到结构轻量化。即本项目所提设计方法不但适用于变厚度的等强度轮辋优化设计，也适用于等厚度的拟等强度轮辋优化设计。
　　
　　本项目通过软件编程实现了钢轮轮辋三维建模—有限元分析—参数优化整个过程中各环节的自动运行，给轮辋开发提供了良好的指导，具有先进性，已获得国家发明专利一项。该方法已用于多款车轮的优化设计并取得良好轻量化效果。
　　
　　结合高强度钢以及焊接工艺的优化，本设计方法已通过兴民智通（集团）股份有限公司实现成果转化，9款22.5吋商用车钢制车轮轮辋的设计，近三年（2015-2017年）累计生产、销售车轮82.7145万件。用于配套北汽福田、中国重汽等重卡企业的重型商用车，并且有部分产品出口到欧美。
　　
　　 小结
　　
　　目前兴民智通开发的每款商用车轮辋新产品，都使用本设计方法。基于本项目成果开发的车轮已大量用于中国重汽、北汽福田汽车股份有限公司等汽车企业的商用车，并且部分出口欧洲和美国。为轻量化的钢制车轮设计和制造提供了技术支持，促进在该领域形成了与国际同行齐头并进、关键技术国内领先的局面，为促进我国汽车车轮轻量化技术的进步做出了贡献。
　　
　　 是否产业化：量产