节能逐渐作为摩托车及汽车技术发展的核心部分。为此近些年来全球各大汽车集团公司为了争取市场，不但越来越美化外观，而且着重降低燃油消耗量及提高汽车的性价比，这是现代汽车技术发展的趋势。

    利用镁合金轮毂设计有如下优势：①降低汽车自身重量，以达降低能源消耗，提升环保的效果；②增强刹车、加速等车辆操控性能；③阻尼性好，增强车辆平稳性；④导热性好，以免长时行驶产生爆胎现象。

    本文使用镁铝合金使轮毂轻量化，利用pro/E 软件对轮毂结构重新设计，使用挤压铸造技术。利用有限元分析并模拟镁合金工艺数值，改进铸造工艺和模具设计，规避太多的模具修改，使新品研发周期缩短，试模经费降低。

1 、汽车轮毂模型实体设计

    使用Pro/E 软件对实体完成图1（a）旋转截面的设计并建立了回转中心线，图1（b）为设计的实体模型。

2、挤压铸造镁合金轮毂的数值模拟

2.1 模拟前期处理

轮毂材料使用AZ91D，模具材料使用H13 钢，在材料参考中可查出这两种材料具体的物理参数。通过反复模拟分析结果对比拟定各工艺参数如下：铸型起初温度是300℃，浇注温度是680 ℃，冲头压射速率是0.7 m/s，保压压力为80 MPa，在金属彻底充满型腔后，将压力在85 ms 内快速增大到100MPa。

2.2 有限元分析

ANSYS 包含多种的网格划分方式，划分精度属于8 级。总共包含了4 988 040 个单元。AZ91D 物理性能参数分别为密度ρ=1 680 kg/m3， 比热容c=1.3kJ/kg·k，液相线温度θ=595℃, 固相线温度θs=470℃,潜热H=373 kJ/kg，热传导系数k=90 W2/m.k。计算中采用的镁合金液浇注温度为700℃，模具初始温度为300℃，浇注速度为0.7 m/s,保压时间为40 s。镁合金轮毂的整个填充过程在5 s 内完成各时间的填充状态和温度场分布如图2。

从图2可看到，先是镁合金液稳定地从浇口进入且填充轮毂轮芯部分，再慢慢地注入至每个轮辐中。于1.03 s 时合金液抵达轮毂和轮辐交接处，于2.52 s 时处于各轮辐顶端间的镁合金液汇合一起，此刻温度处于640℃上下，镁合金前端部分属于完全流动状况。于3.95 s 的时候镁合金液前端抵达轮毂顶端位置，而且轮毂被完全充型，这时候上端合金液温度是590℃上下，处在可流动状况故不会出现冷隔缺陷和欠铸，轮毂下端位置合金温度是630 ℃上下，上下端温度差大概50℃，当填充结束尾段，轮芯上方的合金温度依然与浇注温度（690 ℃） 相接近。