液压成形S500MC高强钢汽车轮辋疲劳性能的有限元模拟

岳峰丽，任世杰，徐 勇，陈维晋，张士宏，邹立春，邵云凯

(1.沈阳理工大学汽车与交通学院，沈阳 110159；2.中国科学院金属研究所，沈阳110016；3.长春一汽富维汽车零部件股份有限公司车轮分公司，长春 130052)

0 引 言

汽车轻量化设计是降低油耗的重要技术手段。研究表明，车辆质量每减轻10%，油耗量可减少6%～8%[1]。轻量化的主要途径包括材料轻量化、结构轻量化以及轻量化成形技术等[2-4]。但是目前轻量化的对象还集中在汽车底盘及以上零件，如车身、底盘、排气系统等部件，而有关底盘以下零件，特别是承担整个汽车转动惯量的车轮，尤其是钢制车轮的轻量化技术的研发和应用较少，这限制了整车的轻量化发展进程。汽车钢制车轮由轮辋和轮辐两部分组成，其中轮辋作为主要的承力关键部件，目前普遍采用由板材卷焊、多道次滚压以及扩张精整成形等工序组成的滚压成形工艺制成；该工艺工序复杂、效率低、成本高，并且无法成形结构外形较为复杂的轮辋零件，难以满足汽车进一步轻量化的需求。因此，汽车钢制轮辋高效低成本的轻量化制造技术是当前汽车制造业亟待解决的一个关键难题。相比滚压成形工艺，液压成形工艺具有柔性成形、尺寸精度高、加工硬化程度低等优点，可有效降低轮辋的应力集中和性能恶化程度。采用更高强度级别的钢材代替原有中低强度级别的钢材，并结合液压成形新技术制造钢制轮辋，可以最大程度地实现轮辋的轻量化，并且其加工工序简单，生产效率高，生产成本低。……