3.2 未来汽车轮毂设计的趋势

        由于化石能源的不可再生性，节约能源成为未来汽车发展的趋势。新能源汽车的研发，混合动力汽车和轻量化的车身设计都能有效的减少能源的消耗。轻量化设计正逐渐运用到汽车设计当中，在保证汽车结构安全性的前提下，尽量减轻整车质量能提高燃油经济性。轮毂作为汽车簧下质量的一部分，减轻轮毂质量可以减小簧下质量。簧上质量与簧下质量的比值越大汽车的操控性和行驶中的舒适度越好。所以轮毂的轻量化设计既能提高汽车的操控性能和乘坐舒适度又能提升燃油经济性。轮毂的轻量化设计已经是现阶段设计的主要方向。在工程生产领域拓扑优化主要研究如何设计出简洁合理的工程结构并合理分配材料，使用最少的材料来实现性能需。隋允康等人运用拓扑优化的方法来模拟赵州桥的结构，拓扑结构与原桥结构非常相似（如图5所示），从拓扑优化的角度验证了赵州桥的力学合理性[6]。可见拓扑优化分析可以使设计出的结构的力学性能更加合理，而且更节省材料。所以，在保证轮毂使用性能的前提下，减小轮毂的质量可以通过有限元拓扑优化分析来实现。

        4 结语

        将有限元分析引入到汽车轮毂设计中是一种高效且科学的方法。有限元分析指导下的造型设计既能满足消费者对轮毂美观的需求，又能缩短一款轮毂的设计周期。同时，在有限元技术的辅助下设计师可以设计出重量更轻便、造型更美观轮毂产品。

        参考文献

        [1]閆胜昝，童水光，钟翠霞，等.基FEA的车轮结构形状优化设计[J].机械设计， 2009，26（1）：53-55.

        [2]齐铁力，王立辉，李海硼，等，等.汽车车轮的强度分析及优化设计[J].河北工业大学学报，2002，5：95-98.