鲁 伟,甄程远,陈建涛

轮毂轴承单元法兰盘是汽车底盘核心承载连接件，其轻量化与强度性能的平衡关乎车辆行驶安全、续航及服役寿命。传统实心厚壁结构存在重量大、材料利用率低等问题，增加车辆能耗，难以满足新能源汽车轻量化需求。本文结合结构力学、拓扑优化理论及材料科学原理，研究法兰盘轻量化与强度优化设计方法，分析结构、材料、载荷传递路径对协同性能的影响，探索“材料-结构-性能”协同优化机制。通过构建耦合模型，采用镂空拓扑结构与高强度铝合金材料，结合局部强化设计，使法兰盘重量降32%，比强度升45%，屈服强度升28%，疲劳寿命延长2.1倍，为相关研发提供理论与技术参考。

轮毂轴承单元；法兰盘；轻量化设计；强度优化；拓扑优化；材料升级

[1] 梅松,李俊,唐威,等.汽车轮毂轴承的刚度提升办法研究[J].机电工程技术,2024,53(7). [2] 李世儒,孙德传.轻量化设计对汽车轮毂轴承加工工艺的影响[J].汽车测试报告,2023(11). [3] 徐国军.汽车轮毂轴承法兰套圈轻量化设计成形工艺研究[J].锻造与冲压,2023(9). [4] 尚国瑞,王昌涛,王海龙,等.基于有限元法对轮毂轴承故障的分析研究[J].汽车工艺师,2024(10).

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