科技与创新┃ScienceandTechnology&Innovation·90·2023年第04期文章编号：2095-6835（2023）04-0090-04FSC赛车扇叶辐条轮圈的静力学仿真与优化＊章思源1，昝加鹏1，阮可嫣2（1.武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉430000；2.武汉理工大学国际教育学院，湖北武汉430000）摘要：将赛车轮辐的辐条外形设计为扇叶状，车轮旋转时，利用扇叶推动空气产生气流运动的原理，使车轮外侧冷空气进入内部，以对流的形式带走制动器的热量，在一定程度上降低制动系统在行驶中的温度，从而提升FSC赛车的操控性和可靠性。针对流体力学分析后获得的较为合理的轮辐形状，利用ANSYS有限元分析软件进行静力学的仿真分析与优化，验证其等效应力、等效弹性应变以及安全系数等。关键词：轮辐；扇叶轮辐；ANSYS有限元分析；FSC中图分类号：U469.6+96文献标志码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2023.04.025随着中国大学生方程式汽车大赛（FSC）赛事的不断发展，赛车的各个系统越来越精益求精。赛车每年都需要不断变革和优化设计来保持竞争力，同时这些创新也将作为赛车的设计亮点在赛事答辩中成为优势。在耐久赛项目中频繁进行的制动，容易使安装于车轮内侧的制动盘达到很高的温度，发生“制动热衰退”等问题，导致性能下降甚至发生故障退赛。轮辐是指在车轮上轮辋和轮毂之间的部件，十分靠近制动系统，原先设计的赛车轮辐往往只有支承作用而不具有散热的效果。若将轮辐的辐条设计为扇叶型，在车轮旋转的过程中，利用扇叶转动形成的气流对制动器和轮毂、轮胎进行冷却，相比之前的设计，既可以保证轻量化，又可以在不增加额外部件的条件下，提高制动系统的散热性能[1]。1扇叶轮辐的三维模型建立为了保证扇叶产生的风量与散热效果，选择赛事中较为常见的13in（1in≈2.54cm）轮辋为基础，一体化地设计扇叶轮辐部分。参考了各类散热风扇的叶片形状，并利用Catia中曲面设计的模块，采取投影加桥接的方式建立了内外表面为向车轮内部倾斜的曲面的扇叶状辐条[2]，扇叶辐条的外侧与轮辋连接，内侧与轮毂配合端的轮辐中心相连。当车辆以中高速前进时（50km/h以上），车轮旋转（600r/min以上），扇叶状的轮辐将推动空气产从车轮外侧进入内部以冷却制动系统。经过合理的空气动力学对比研究后，确定了扇叶轮辐的基本外形，由于同轴两侧车轮的转动方向相反，左右侧车轮的扇叶设计应该反向对称，本文以左侧车轮为例进行分析讨论，如图1所示。图1初版扇叶轮辐模型2扇叶辐条轮圈的受力分析由于...
