车轮作为汽车行驶系中最重要的承载件和安全件，属于非簧载质量和汽车上主要的旋转和移动部件，在工作中承受的载荷工况复杂，其安全性能和轻量化水平的提升，更能有效提高整车的安全性、动力性、经济性、操纵性和平顺性。目前纯电动汽车、混合动力电动汽车和新能源汽车轻量化压力巨大，而轻量化车轮的应用能显著提升其整车的轻量化水平而实现低碳节能。车轮轻量化开发更深度影响车轮结构设计方法、轻量化材料、加工工艺和服役性能的研究，对车轮行业和汽车工业的科技进步发挥着巨大作用。先进的车轮轻量化设计理念和方法，对提升车轮轻量化水平和服役性能有重要意义，具有重要的工程应用前景。本书从车轮结构轻量化设计、多尺度性能分析、多目标优化和先进试验测试方面对汽车车轮轻量化设计及其结构-性能多学科优化关键技术进行论述。本书承接上册《汽车车轮轻量化设计·性能驱动结构设计》，系统总结了国内外汽车车轮轻量化研究现状，结合作者多年来在汽车轻量化领域的科研成果，系统阐述了汽车车轮设计的多尺度性能分析、多学科多目标优化方法、试验测试验证等轻量化设计和开发过程中涉及的方法和关键技术。

前言
第1章 车轮冲击性能分析设计
1.1 概述
1.1.1 汽车车轮轻量化与安全性
1.1.2 车轮轻量化与碰撞安全性
1.1.3 车轮13°和90°冲击性能
1.1.4 车轮径向冲击试验性能
1.1.5 车轮其他冲击试验
1.2 冲击仿真有限元基本理论
1.2.1 数学和力学基本方程
1.2.2 变形能及其计算方法
1.2.3 参数处理
1.2.4 边界条件
1.2.5 显式和隐式算法基础
1.2.6 LS-DYNA软件介绍
1.3 车轮13°冲击试验仿真及性能分析
1.3.1 试验工况及参数设定
1.3.2 有限元建模
1.3.3 冲击性能分析
1.3.4 复合材料车轮冲击性能验证
1.3.5 冲击性能优化策略
1.4 车轮90°冲击试验仿真及性能分析
1.4.1 试验工况及参数设定
1.4.2 有限元建模
1.4.3 冲击性能分析
1.4.4 复合材料车轮冲击性能验证
1.4.5 冲击性能优化策略
参考文献
第2章 车轮空气动力学性能分析设计
2.1 概述
2.1.1 汽车空气动力学
2.1.2 制动盘散热
2.1.3 车轮空气动力学性能
2.2 计算流体动力学理论基础
2.2.1 基本控制方程
2.2.2 数值模拟湍流模型
2.2.3 零方程模型与一方程模型
2.2.4 两方程模型
2.2.5 近壁面处理函数
2.3 计算流体力学求解流程
2.3.1 CFD计算流程
2.3.2 离散化
2.3.3 计算流体力学解析方法
2.3.4 CFD求解计算方法
2.3.5 FLUENT软件介绍
2.4 数值模拟计算方案与试验验证
2.4.1 DrivAer标准车模配置
2.4.2 虚拟风洞模型
2.4.3 网格划分策略
2.4.4 数值求解算法
2.4.5 边界条件参数
2.4.6 风洞试验数据验证
2.4.7 车模表面压力系数验证
2.5 车轮空气动力学性能分析
2.5.1 制动盘散热性能评价
2.5.2 制动盘模型参数与边界条件
2.5.3 组装式车轮CFD分析前处理
2.5.4 壁面网格y+值验证
2.5.5 整车流场特性分析
2.5.6 轮胎流场特性分析
2.5.7 制动盘传热性能分析
2.6 不同轮辐车轮空气动力学性能分析
2.6.1 灰色关联分析
2.6.2 相同轮辐开口面积下不同辐条数量
2.6.3 相同轮辐开口面积下不同辐条样式
2.6.4 相同辐条数量下不同轮辐开口面积
2.6.5 不同轮辐车轮空气动力学性能分析
参考文献
第3章 基于代理模型方法的车轮多学科多目标优化设计
3.1 概述
3.2 试验设计方法
3.2.1 正交试验设计
3.2.2 中心组合试验设计
3.2.3 Box-Behnken试验设计
3.2.4 拉丁超立方试验设计
3.2.5 哈默斯雷试验设计
3.3 结构灵敏度分析方法
3.3.1 概述
3.3.2 方法论
3.3.3 静态性能灵敏度分析理论
3.3.4 结构动态性能灵敏度分析
3.3.5 综合选取设计变量
3.4 代理模型方法
3.4.1 概述
3.4.2 多项式响应面方法
3.4.3 切比雪夫正交多项式模型
3.4.4 克里金方法
3.4.5 径向基神经网络方法
3.4.6 泰勒级数模型
3.5 多学科优化方法
3.5.1 概述
3.5.2 单目标优化
3.5.3 多目标优化
3.5.4 约束处理技术
3.5.5 单目标优化算法
3.5.6 多目标优化算法
3.5.7 Isight软件介绍
3.6 车轮参数化设计
3.6.1 网格变形技术
3.6.2 DEP Mesh Works/Morpher软件介绍
3.6.3 SFE-CONCEPT软件介绍
3.6.4 车轮参数化建模
3.6.5 选取设计变量
3.7 车轮多学科多目标优化
3.7.1 优化设计流程
3.7.2 优化数学模型
3.7.3 近似模型及其精度
3.7.4 多学科多目标优化
3.8 优化前后车轮性能对比分析
3.8.1 低频固有振动特性对比分析
3.8.2 弯曲疲劳性能对比分析
3.8.3 径向疲劳性能对比分析
3.8.4 13°冲击性能对比分析
3.8.5 90°冲击性能对比分析
3.8.6 空气动力学性能对比分析
参考文献
第4章 车轮台架试验与有限元模型验证
4.1 台架试验测试原理方法设备
4.1.1 电测应力分析原理
4.1.2 试验模态分析方法
4.1.3 数据处理
4.1.4 试验设备与仪器
4.1.5 动态弯曲疲劳试验方法
4.1.6 动态径向疲劳试验方法
4.1.7 13°冲击试验方法
4.1.8 90°冲击试验方法
4.1.9 车轮双轴疲劳试验方法
4.2 车轮动态疲劳试验性能分析与有限元验证
4.2.1 动态弯曲疲劳试验
4.2.2 动态径向疲劳试验
4.3 13°冲击试验性能分析与有限元验证
4.3.1 冲锤正对辐条13°冲击试验
4.3.2 冲锤正对窗口13°冲击试验
4.4 90°冲击试验性能分析与有限元验证
4.4.1 冲锤正对窗口90°冲击试验
4.4.2 冲锤正对气门嘴窗口90°冲击试验
4.5 模态试验性能分