仿真APP应用案例——汽车轮毂极限工况刚强度仿真
汽车轮毂作为连接轮胎与车身的关键部件，不仅承担着支撑车辆重量、传递动力的核心功能，其设计与材质更直接影响行驶安全、操控体验与能耗效率。轮毂由轮辋、轮辐与中心孔组成：轮辋固定轮胎并承载重量，轮辐连接中心孔与轮辋，中心孔则与车轴精密配合。
汽车轮毂极限工况的定义与典型场景
汽车轮毂的极限工况指其在极端使用条件下承受远超常规设计载荷的特殊状态。这些工况往往伴随瞬时冲击力、持续高负荷或复杂应力分布，是轮毂强度校核的核心依据。以下是几种典型的极端工况：
高速过坑冲击
当车辆以较高速度通过凹陷路面时，轮毂会在毫秒级时间内承受数倍于静态载荷的冲击力。此时轮胎与轮毂的接触点承受局部高压，可能导致轮毂边缘变形甚至断裂。实验数据显示，车辆以 50km/h 以上速度通过深度超过 10cm 的坑洼时，轮毂变形概率提升 40% 以上。
紧急制动与抱死
紧急制动时，轮毂需承受制动系统传递的巨大扭矩，同时轮胎与地面的滑动摩擦会使轮毂温度骤升。若 ABS 系统失效导致车轮抱死，轮毂在持续滑动中可能因局部过热引发材料软化，进而出现塑性变形或疲劳裂纹。
高速过弯侧向力
车辆在高速过弯时，离心力会使外侧轮毂承受显著的侧向载荷。此时轮毂需同时抵抗径向压力与横向剪切应力，若材料强度不足或结构设计缺陷，可能导致轮辐弯曲或轮辋失圆。
超载与动态不平衡
长期超载行驶会使轮毂处于持续过载状态，导致材料疲劳寿命缩短。此外，轮毂动态不平衡（如轮胎安装偏差）会引发周期性振动，加剧应力集中，尤其在高速行驶时可能诱发共振失效。
极端环境温度
在 - 40℃以下低温环境中，铝合金轮毂的延展性下降，脆性增加，轻微碰撞即可导致断裂；而在高温环境下（如持续山路行驶），轮毂散热不良可能使材料强度衰减，影响安全性能。
汽车轮毂极限工况刚强度仿真
汽车轮毂在极限工况下会受到极大的应力和变形，汽车轮毂在极限工况下的强度校核目的是确保轮毂在这些极端条件下不会发生断裂或严重变形，从而保障汽车的行驶安全。
汽车轮毂极限工况刚强度仿真APP基于伏图（Simdroid）多物理场仿真平台隐式结构模块开发，针对某汽车轮毂垂向空凹过载工况和侧滑工况的受力情况进行仿真分析，输出极限工况载荷作用下的轮毂变形和应力分布云图，可用于汽车轮毂在极限工况下的强度校核分析。
汽车轮毂极限工况刚强度仿真APP对轮毂的材料参数、前轴长度、空凹垂向载荷、侧滑载荷进行了参数化封装，可以通过调整参数数值实现不同轮毂材料和载荷工况下的应力分析，验证轮毂的强度是否满足设计要求，指导结构优化设计或材料改进，进而提高其承载能力和抗疲劳性能。
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