64材料：实验与研究信息记录材料2022年12月第23卷第12期0引言轮毂铸件是汽车的关键部件，必须能够长久地抵抗粗糙的路面和严酷的环境[1]。为了确保铝合金轮毂能够长期服役，考虑其服役中不同的疲劳特性，一些轮毂测试如冲击测试等早已开始应用。设计—测试—重新设计过程提高了轮毂设计的工作成本[2]。在现代工业中，计算机模拟分析是一个缩短研发周期的方法，以往研究中虽然运用计算机模拟研究轮毂机械性能的研究较多，但大多忽略了缩孔缺陷对轮毂机械性能的影响[3-4]。如图1所示，缩孔缺陷很容易在铸造过程中产生。缩孔缺陷对轮毂铸件的机械性能有很大影响，但当前对缩孔对轮毂铸件的定量作用的研究不够完善，对其缺陷及与机械性能的关系也未阐述清楚，导致在设计过程中，工程师经常不考虑轮毂铸件的缩孔缺陷。这并不能满足如今的铸造轻量化需求，因此有必要寻找一个研究缩孔缺陷影响的方法。本研究建立了缩孔缺陷对铸件机械性能的影响关系，分析了缩孔缺陷对轮毂冲击测试的作用。图1缩孔缺陷示意图1缩孔模型本文采用三个建模方法对于缩孔的建模与结构进行分析。直接塑造法（DSM）、材料性能还原法（MPRM）和形貌简化法（SSM）。DSM直接从铸件缩孔原始形貌中生成有限元网格[5]。MPRM的理论为：假设孔隙之间没有相互作用，材料弹性模量在最低的孔隙率范围，能够通过线性关系进行描述。SSM模型建模缩孔对空心球体作用，它是最小的球体装入缩孔的STL格式，且反映出缩孔的应力集中作用，因此，本文采用SSM研究轮毂缩孔缺陷的机械性能。2数值模拟2.1动态应变集中系数应变集中系数广泛应用于评估应变梯度在一个对象中的作用。为了冲击模拟，本文引入动态应变集中系数DSCF。动态应变集中系数定义如下：（1）其中ε是一个时间t的函数，εmax和εnom分别为最大应变和名义应变。在一个对象具有如图2所示球体缩孔的情况下且在静态载荷下，分析值K（t）可以评估为2.05。通过图2中的参考数据以及按照D.R.Weaver’s[5]的结论，本文采用2.05作为分析值，研究结果的收敛取决于单元类型和尺寸。图2应力集中系数基于计算机仿真的缩孔缺陷对轮毂机械性能影响研究张聚涛1，王德祥2（1唐山学院河北唐山063000）（2王氏实业集团<唐山>有限公司河北唐山063000）【摘要】缩孔会使铸造部件的机械性能变差，因此设计工程师在生产设计时不得不选择过大的安全系数，但这不利于轻量化设计。本文首先对具有较多缩孔和非常少缩孔的铝合金轮毂进行计算分析和冲击试验，并提出使用工...
