利用有限元软件Abaqus计算了轮毂的应力分布情况，并根据材料的P-S-N曲线预估了轮毂的疲劳寿命。在此基础上对轮毂的结构进行了改进设计，使得轮毂的最大应力大幅减小。

     橡胶扭转减振器被广泛应用于汽车发动机中，以减小发动机曲轴在工作过程中的扭转振动，提高曲轴的疲劳寿命[1][2]。橡胶扭转减振器通常由轮毂、胶圈和惯量环组成。其中轮毂是减振器和曲轴之间的连接件，将曲轴的运动传递给减振器；胶圈可以吸收曲轴的扭振能量，衰减振动。首先分析了减振器轮毂的受力情况，通过在Abaqus中建立轮毂的有限元模型，分析了轮毂的应力分布情况，并根据材料的P-S-N曲线预估了轮毂的疲劳寿命。在此基础上，对减振器的结构进行了改进设计，并与原结构进行了对比。

     该减振器的结构采用的是内置惯量环式的结构。从左到右依次是轮毂、胶圈和惯量环。轮毂与皮带轮、曲轴转速信号盘做成一体，胶圈与惯量环都在轮毂的腔内。胶圈与轮毂和惯量环之间是以粘结的方式连接在一起的。减振器在工作过程中，轮毂上的皮带轮作为发动机前端轮系的主动轮，将发动机的功率传递给各个附件，包括发动机、水泵、空调压缩机、冷却风扇和动力转向泵等，因此轮毂受到一个交变扭矩的作用。轮毂皮带轮与其他附件轮之间是通过皮带来传递动力的，因此轮毂还受到皮带的张力作用。

     上述载荷分析考虑的是轮毂的稳态载荷，并没有考虑振动、冲击等因素的影响。稳态载荷比动态载荷偏小，为了更好的反应实际情况，并预留一定的安全余量，将上述载荷都乘以系数1.8，即最大扭矩为153.9Nm，最大压力为3881N。轮毂作为减振器的主要承力件，极易发生疲劳破坏。如果轮毂结构设计不当，出现了较大的应力集中现象，则轮毂的疲劳寿命可能达不到预定目标。为了分析轮毂的疲劳强度，可以通过有限元分析的方法，计算轮毂在皮带拉力和扭矩作用下的应力分布情况。

     在有限元软件Abaqus中建立的几何模型如图3所示，其中信号齿圈部分由于不受力，已经在几何清理中去除了。为了提高分析精度，模型采用六面体网格，共生成了34278个单元。轮毂的材料为HT250，其弹性模量为138Gpa，泊松比为0.156。轮毂是通过中间的三个螺栓安装在曲轴前端，因此轮毂中间三个螺栓孔的内表面为全约束表面。在轮毂外圈的皮带轮表面上施加绕轮毂中心轴的153.9Nm的扭矩和一个平行于轮毂平面的3881N的集中力。计算得到的应力云图。最大应力出现在螺栓孔处，达到了128.8Mpa。另外，在中间圆弧过渡处产生了较大的变形，表明轮毂的刚性偏小。为了减小轮毂的最大应力，提高其疲劳寿命，对其结构进行了改进设计。新结构采用外置惯量环式，胶圈直接压入轮毂和惯量环之间，惯量环与皮带轮做成一体，曲轴转速齿圈信号盘单独制造，安装时直接套装在螺栓上。改进后的减振器结构见图6，图中从左到右依次是信号盘、轮毂、胶圈和惯量环。为了适应胶圈的压入式结构，轮毂外表面和惯量环内表面中间都有凹槽，从而增大胶圈与轮毂和惯量环之间的摩擦面积，并起一定的轴向定位的作用。

     利用有限元软件Abaqus计算分析了某橡胶减振器轮毂的应力分布情况，并根据材料的P-S-N曲线预测其疲劳寿命。结果表明，轮毂的应力偏大，疲劳寿命偏小。为此，对轮毂的结构进行了改进设计，使得轮毂的最大应力由128.8Mpa减小到40.83Mpa，疲劳寿命也由104级大幅度提高到趋于无穷大。