车轮是车辆行驶系统的重要安全部件,其性能对整车的安全性和可靠性起着至关重要的作用。车轮的疲劳性能是其一项重要的性能指标,SAE、ISO以及我国的GB都对其做出了详细的技术要求,其中弯曲疲劳试验和径向疲劳试验是车轮必须要通过的性能测试实验。传统的车轮设计大多凭借设计人员的经验积累,具有很大的盲目性。为了适应日益激烈的市场竞争,目前国内外大多车轮企业都引入了有限元方法来指导车轮的设计过程。目前,有限元分析已发展的日趋成熟,但是模拟预测的结果与实际结果仍有一定的差距,造成的这一现象的主要原因是材料数据输入不够精确以及边界条件的设置与真实条件有一定差别。铝合金轮毂的制造为复杂的低压铸造过程,铸造过程中产生的缺陷和组织不均会对轮毂的力学性能产生影响,因此,在有限元分析的过程中如果设置均匀的材料属性势必会对有限元的分析结果产生影响。针对这一问题,本文首先对铝合金轮毂的低压铸造过程进行模拟,预测其缺陷及组织的分布,然后通过编写Fortran程序,建立以二次枝晶臂为影响因素的材料模型,基于ABAQUS的二次开发,通过UMAT接口引入考虑铸造缺陷的材料模型,模拟车轮的弯曲及径向疲劳试验,最后通过FE-SAFE软件分析预测铝合金车轮的疲劳寿命。本文实现了铸造模拟、结构有限元分析与疲劳寿命分析的集成。另外为了验证该集成铸造缺陷的疲劳寿命预测的准确性,本文还分析了车轮在均匀材料属性下的疲劳寿命,经过与真实的物理实验对比发现,考虑铸造缺陷的轮毂疲劳寿命预测能更加准确的预测疲劳裂纹出现的位置及出现疲劳裂纹时所经历的循环次数。