车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算
汽车钢圈疲劳强度的有限元分析与寿命预测
ｔ ｕ ｎ ｅ ｓ ｔ ｆｒｍｓ ｉ ｅ ｉ ｔ ｎ ｉｙ ｏ ｉ ．Ｆｒ ｍ ｈ ｅ ｕ ｔｏ ｈ ｉ ＂ ｔｅ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｔｎ ｉ ｌｔ ｎ，ｄ ｃｄ ｄ ｔ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌ ｏ ｎ ｉｈ ｉ ａ ｙ ｔ ｇ ｏ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｔ ｅ ｒｍｓ ｓ ｒ ｓ ｉｔ ｉ ｕ ｉ ｇ ｓｍｕ ａ ｉ ｏ ｅ ｉ ｅ ｈ ｒｔ ａ ｉｔｗｈ ｃ ｓｅ ｓ ｏ ｉ ｐ
汽 车钢 圈是 介于 轮胎 和 车桥 之 间承受 负荷 的旋
构 的应 力分 布 ， 预测 其疲 劳 寿命 ， 并与 试验 数据 进行
比较分 析 ， 验证 有 限元分 析 的可靠 性 。
转 件 ， 与轮 胎共 同承受 整车 负荷 ， 着转 向、 它 起 驱动 、 制动 等作 用 ， 是满 足汽 车 安全 高速 行使 的关 键部 件 。
ｃ ｕ ｅｆ ｔｇ ｅ ｃ ａ ｋ ａ ｓ ａ ｉ ｕ ｒ ｃ ．Ｔｈ ｎ ｏ ｅ ａ ｔ ｄ ｔ ｅ ｒｍｓ ｌ ｅ ｂ ｅ ，ｆ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｉ ＂ ｉ ｙ ＡＮＳ Ｅ ｓ ｆ ，ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒ ｓ ｗｉ ｈ ｅ ｔｄ ｔ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｅ ｆ ＹＳ Ｆ － ａ ｅ ｎ ｏ ａ ｅ ｔ ｔ ｅｔ ｓ ａ ａ ｈ ｅ ｒ ｓ ｌ ｄ ｍ— ｓ ｏ ｓ ｒ ｔ ｄ ｔ ａ ｎ ｔａ ｅ ｈ ｔ ＦＥＭ — ｉ ｌｔｏ ｓａ ｆｉ ｉｎ ｐ ｒ ａ ｈ ｔ ｅ ｌ ｅｔ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｏ ｂ ｌ ｉ ｓａ ｄ ｉ ｖ ｒ ｐ ｒａ ｔ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｉ ｎ ｅ ｆｃｅ ｔ ｐ ｏ ｃ ｏ ｒ ａ ｉ ｈ ｔ ｅ ｇ ｈ ｄ ｓｇ ｆａ ｔ ｍｏ ｉ ｒ ｎ ｅ ｙ ｉ ｏ ｔ ｎ ａ ｚ ｅ ｍ ｓ ｍ
由 车轮受 载 荷情 况及 工 况分 析 ， 车 钢 圈最 主要 的 汽 失 效 形式 是疲 劳破 坏 ， 此 钢 圈 的疲 劳 寿命 是 衡 量 因
基于有限元分析的铝合金车轮弯曲疲劳寿命的预测
第 ｌ ２期
机 械 设计 与制 造
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８ 一 ５
文 章 编 号 ：０ １ ９ ７ ２ ０ ）２— ０ ５一Ｏ １０ —３ ９ （０ ６ １ ０ ８ ２
基 童 水光 闫胜 暂 张 响 徐 立 （ 浙江 大学 化 工机 械研 究所 Ｃ ＡＤ室 ， 州 ３０ ２ ） 杭 １０ ７
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【 要】 摘 研究Ｉ ＤＡ 软 铝合 — ＥＳ 件下 金车 轮弯曲 试 疲劳 验力学 析模型的 立 数值 拟， ２ 分 建 及其 模 结
合铝合金材料特性运用名义应力法预测车轮的弯曲疲劳寿命， 并与试验数据进行分析比较， 证明了 ２ ｊ 预测寿命与试验寿命基本一致， 也验证了 预测方法的可行性和有效性。 ２ ５ 关键词： 车轮； 弯曲试验； 疲劳寿命； 有限元 ２
有着 重要 的意义 。计算机辅助工程 的应用 ，为结构寿命 预测提 供了可靠 的手段 ，使设计人员在产品开发的初级阶段就可以进
行 仿 真分 析 。 出相 对 可 靠 的预 测 寿命 。 短 开 发 周 期 ， 省 费 得 缩 节
用。要建 立准确 的疲劳寿命预测方法 ，精确的有限元模 型和充 分 的试验数据验证是必需的 ，国 内这方 面的研究仍有 限。本 文 就有 限元模型方面展开研究 ， 以汽车车轮的弯曲疲劳试验为例 ， 用 Ｉ Ｅ Ｓ软件建立精确 的有限元模型 ， —Ｄ Ａ 得出车轮结构 的应 力 分布 ， 结合 名义应力 法预测其疲劳 寿命 ， 与大量试验数 据进行 并 比较分析 ， 验证该模 型的可靠性 。
｛ ａａ ｓ ｎ ｏ ￡ ｒ ｌｉ，ｗ ｉ ｒ ｅ ａ ｔ ａ ｆａ ｂ ｎ ｅ ｉ． ｎ ｌ ｉ ｏｅ ｃ ｓ ｔ ｋ ａ ｌ ｙｓ ｓ ｉ ｌ ｅｏ ｅ ｅ ｈｃ ｐｏ ｄｔ ｔｈ ｗ ｙｓ ｅｓ ｌａ ｅ ｃｖ ｆ ｈ ｖ ｈ ｅ ｉ ｉｅ ｄ ｆ ｔｅ ５
铝合金车轮的有限元分析与疲劳寿命预测
有限元分析软件的使用,将使铝轮产品的设计周期大大缩短,同时提高产品设计的精确程度,有限元的优化设计将推动整个铝轮行业的迅速发展,它彻底抑制了不合理、错误的结构设计,使铝轮的运转更加安全和迅捷.
6.学位论文周堃汽车用铝合金车轮低压铸造过程的数值模拟及其疲劳性能分析2009
铸造过程计算机模拟与仿真同结构有限元分析技术是信息科学、材料科学、工程力学及计算机图形学等各种学科的交叉科学,是先进制造科学的重要前沿领域。针对传统凭借经验设计制造车轮的过程中存在设计造型盲目性大、铸件成品率低、检测周期长的问题,本论文采用了计算机辅助造型技术及有限元分析方法,研究了车轮从初始造型设计到铸件生产过程数值模拟,最后到产品结构疲劳性能分析的全过程,这样能够迅速发现产品设计和生产中存在的问题,通过优化设计,提高产品成品率同时改善结构薄弱环节以缩短开发周期、降低成本,主要研究内容如下:
然而,车轮结构的弯曲疲劳试验和冲击试验均为动态试验,因此,有必要对其建立动态有限元分析模型,从而更准确地得到车轮结构在试验条件下的响应情况。首先,对车轮结构进行了弯曲疲劳试验和冲击试验条件下的模态分析,分析了车轮结构的模态振型和特点;然后,对车轮结构进行了旋转弯矩动态分析,发现在弯曲疲劳试验中车轮结构中的应力是非对称循环应力。针对两种弯曲疲劳试验装置工作原理的不同,对车轮结构进行了离心力分析,通过分析表明两种试验装置的试验结果是一致的。
能的有限元分析-机械设计与制造2009,""(5)
利用三维建模软件ug和有限元分析软件Ansys建立某款轿车铝合金车轮的弯曲疲劳试验力学分析模型.结合铝合金的材料特性,通过Ansys的结构分析模块研究螺栓预紧力、旋转离心力和试验弯矩对车轮结构强度的影响以及车轮结构的应力应变分布规律,找出应力集中区域.通过与实际试验结果的比较,验证了有限元分析结果的准确性.
汽车车轮双轴疲劳试验仿真方法
re se a rch D0I:10.3969/j.issn.1009-847X.2018.03.009汽轉轮双轴疲舰验仿真方法由于车轮双轴疲劳试验检测周期长、成 本高，因此在车轮设计阶段，期望能够对车 轮双轴疲劳试验进行仿真。
通过软件仿真，快速地获得车轮的设计性能参数，发现结构 设计的不合理构造，从而提出改进方案并指 导实际车轮设计，实现缩短车轮研发周期，节约开发成本。
►◄朱英伟吕金旗王柱兴®舰摘要：介绍了一种车轮侧倾的汽车车轮双轴疲劳的有限元仿真方法。
该方法对车轮施加完整序列的载荷谱，可以真实地反映车轮双轴疲劳载荷工况，实现缩短车轮研发周期，节约开发成本。
本方法目的是为了解决上述问题，提供 一种综合考虑车轮侧倾的汽车车轮双轴疲劳 试验仿真方法。
具体地讲，它是一种完整的 可应用于车轮双轴疲劳仿真试验的有限元仿 真方法。
该方法基于美国汽车工程师协会标准 S A E J2562-2003《双轴车轮疲劳试验》及 欧洲车轮制造商协会标准E S3.23-2006《货⑬紐车车轮双轴疲劳试验》，对车轮施加完整序 列的载荷谱p]，较真实地反映车轮双轴疲劳 载荷工况。
该方法在同时考虑双轴载荷及 轮胎特性情况下，增加车轮运动学分析，有效避免由于轮胎——轮毂间复杂接触而 导致的计算不收敛性，可以缩短仿真时间，提高计算效率。
该方法提供一种考虑车轮侧倾的汽车 车轮双轴疲劳试验仿真方法，它基于车 轮双轴疲劳试验标准S A E J2562和£车轮是汽车的关键安全部件，对汽车的行驶安全性、稳定性及平顺性等有重要作 用，因此其疲劳寿命问题[1]是车轮开发过程 中最关键的问题。
目前，常用检测汽车车轮 疲劳强度的方法是弯曲疲劳试验和径向疲劳 试验。
车轮双轴疲劳试验是同时对车轮进行径 向加载和侧向加载，可以真实地反映了汽车行驶过程中车轮的实际受力情况，能够同时 完成车轮弯曲及径向疲劳试验。
关键词E S3.23,构建考虑轮胎结构和车轮侧倾方位载荷环境的车轮双轴疲劳试验仿真模型，通过施加标准E S3.23中的完整加载序列对双轴载荷作用下车轮的应力分布进行计算。
汽车车轮疲劳试验有限元仿真的研究现状
行业观察
汽车车轮疲劳试验有限元 仿真的研究现状
孙跃
（江苏大学东海机械汽配研究院）
摘要：为了在车轮产品的开发阶段，通过弯曲和径向疲劳试验来检验车轮的疲劳性能，同时节省开发费用和时间，一般采用
有限元仿真分析代替物理试验的方法。该文主要从钢制车轮冷变形、离心力、螺栓预紧力、轮胎与轮辋接触应力、充气压力等
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：5$)0(3$ >)$$3@ /&+07,$ +$%+@ /010+$ $3$4$1+ %04,3&+0-1
全表面车轮径向疲劳试验的数值仿真及疲劳寿命分析
全表面车轮径向疲劳试验的数值仿真及疲劳寿命分析宋桂秋;朱志鹏;李一鸣;王文山;张功【摘要】In order to predict the radial fatigue life of full surface steel wheel, a finite element analysis model for full surface wheel under radial fatigue test condition is established, with consideration of the effects of test pressure of tire on wheel, and making the radial load applying process as close as possible to real conditions. Apply-ing changing radial load to find the location of dangerous area, get the loading history of the hazardous node of wheel, and hence predict the fatigue life of wheel in radial fatigue test. ANSYS Workbench platform is used for the first time in China to conduct the radial fatigue analysis of wheels, providing a quick and reliable method of wheel radial fatigue analysis.%为对钢制全表面车轮的径向疲劳寿命进行预测,本文中针对全表面车轮的径向疲劳试验工况建立了有限元分析模型,考虑了轮胎的试验气压对车轮的影响,且使试验中径向载荷的施加过程尽可能接近真实工况.加载变化的径向载荷后得到危险区域的位置并得到车轮危险节点的载荷历程,预测车轮在径向疲劳试验时的疲劳寿命.在国内率先使用ANSYS Workbench分析平台对车轮进行径向疲劳分析,为车轮的径向疲劳分析提供了一种快捷且可靠的分析方法.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】5页(P556-560)【关键词】全表面车轮;径向疲劳;ANSYSWorkbench【作者】宋桂秋;朱志鹏;李一鸣;王文山;张功【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院,沈阳 110004;东北大学机械工程与自动化学院,沈阳 110004;东北大学机械工程与自动化学院,沈阳 110004;山东通力车轮有限公司,诸城 262200;中国人民解放军65066部队二大队,沈阳 110004【正文语种】中文全表面车轮是一款新型的钢制车轮，较传统的钢制车轮具有外形美观、通风孔大等优点，本文中将针对某型号的全表面车轮进行研究。
大尺寸重载车用铝合金轮毂径向疲劳寿命预测
农业装备与车辆工程2015年0引言21世纪初，随着能源危机的加剧，汽车工业对于整车轻量化的研究也越来越深入，而减轻车重主要途径之一是采用轻质合金材料轮毂来替代原有钢制材料轮毂，以达到减轻车重并降低燃油消耗率的目的[1]。
有相关数据表明，将汽车整车质量降低10%，燃油效率可相应提高6%～8%[2]。
因此，大尺寸铝合金轮毂替代传统钢制轮毂应用于重载车上，将对降低整车重量及降低燃油消耗率产生重要影响。
同时，铝合金轮毂良好散热性，增强了车辆制动效能，使得轮胎和制动盘寿命提高，有效保障整车的安全性。
目前，重载车用大尺寸铝合金轮毂大都采用锻造和压力铸造，工艺成本相对较高。
低压铸造作为比较成熟的成型方式，成本低，且铸造产品也已在轿车上得到广泛应用。
因此，将低压铸造铝合金轮毂应用于重载车型对于收稿日期：2015－04－07修回日期：2015－04－14doi ：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．07．011大尺寸重载车用铝合金轮毂径向疲劳寿命预测王素梅1，边雷雷2，岳峰丽1（1.110179辽宁省沈阳市沈阳理工大学汽车与交通学院；2.071000河北省保定市长城汽车股份有限公司）［摘要］大尺寸低压铸造铝合金轮毂在服役状态下疲劳寿命研究较少，是其广泛应用于重载车型的原因之一。
因此，利用有限元方法建立重载车用低压铸造铝合金轮毂径向疲劳模型，在轮辋胎圈座上施加等效径向载荷，并考虑充气压力对轮毂的影响，对轮毂进行有限元分析，以确定轮毂的应力应变分布。
在应力分析基础上，考虑轮毂在成型过程中不同部位力学性能差异造成其疲劳性能不同，运用应力疲劳理论对轮毂径向疲劳过程进行寿命预测。
结果表明：在径向疲劳过程中，内轮缘变形量相对较大，这与相关文献结果符合；与小尺寸铝合金轮毂、大尺寸钢制轮毂相比，轮辋外侧连接内轮缘圆角处应力值相对较高，轮毂通风口之间没有出现应力集中；轮辋外侧圆角处寿命最低，预测结果符合轮毂实际使用情况，为轮毂结构设计与后期改进提供依据。
《2024年铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》范文
《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金车轮因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，正逐渐成为汽车制造行业的主流选择。
然而，在车辆使用过程中，车轮需承受来自双轴的复杂应力与疲劳载荷，因此对铝合金车轮的疲劳性能进行准确评估显得尤为重要。
本文将通过数值模拟的方法，对铝合金车轮双轴疲劳试验进行研究，以期为车轮的设计与制造提供理论支持。
二、铝合金车轮材料与结构特性铝合金车轮因其轻量化、高强度等优点，在汽车制造领域得到广泛应用。
其材料特性包括良好的塑形、较低的密度以及较高的抗腐蚀性。
此外，铝合金车轮的结构设计也需考虑其承受双轴应力与疲劳载荷的能力。
因此，在模拟研究过程中，应充分了解并考虑铝合金车轮的材料与结构特性。
三、双轴疲劳试验数值模拟方法为了研究铝合金车轮的双轴疲劳性能，本文采用数值模拟的方法。
首先，建立铝合金车轮的三维有限元模型，并利用材料力学性能参数对模型进行校准。
其次，根据实际双轴疲劳试验的工况，设定模拟试验的边界条件与载荷。
最后，通过有限元分析软件进行数值模拟，得出铝合金车轮在双轴疲劳试验过程中的应力分布、变形及疲劳寿命等情况。
四、模拟结果分析通过对铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟，我们得到了以下结果：1. 应力分布：在双轴疲劳试验过程中，铝合金车轮的应力分布呈现出明显的非均匀性。
其中，轮辐与轮盘连接处、轮盘边缘等部位的应力较大。
这些部位在长期承受双轴应力与疲劳载荷的过程中，容易出现裂纹、断裂等损伤。
2. 变形情况：在双轴疲劳试验过程中，铝合金车轮的变形主要表现为弹性变形和塑性变形。
其中，弹性变形在加载过程中可恢复，而塑性变形则会导致车轮永久性的形状变化。
在设计中应考虑这些变形对车轮性能的影响。
3. 疲劳寿命：通过数值模拟，我们可以得出铝合金车轮在不同工况下的疲劳寿命。
结果表明，铝合金车轮的疲劳寿命受多种因素影响，如材料性能、结构设计、载荷大小及频率等。
在实际设计和制造过程中，应综合考虑这些因素以提高车轮的疲劳寿命。
铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真
铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真
韦东来;崔振山
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2008(30)6
【摘要】将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法。
过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力。
由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不计。
考虑到试验中转鼓与车轮的滚动接触切向力比较小,仅以等效的径向压力施加到轮胎上。
文中建立整个试验过程的有限元模型,通过与试验结果以及前人的成果相对比,表明分析模型是正确而有效的。
【总页数】5页(P998-1002)
【关键词】铝合金车轮;径向疲劳试验;非线性接触;数值仿真
【作者】韦东来;崔振山
【作者单位】上海交通大学国家模具CAD工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】U463.34;U461.7
【相关文献】
1.全表面车轮径向疲劳试验的数值仿真及疲劳寿命分析 [J], 宋桂秋;朱志鹏;李一鸣;王文山;张功
2.车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算 [J], 颜伟泽;郝艳华;黄致建;蒋万
标
3.铝合金车轮动态径向疲劳试验仿真分析与寿命预测 [J], 吉军;张辉;张宣妮;李艳红
4.基于弯曲和径向疲劳试验的车轮仿真分析 [J], 孙跃;孙圆
5.基于弯曲和径向疲劳试验的高强钢车轮仿真分析 [J], 张军;范体强;冯毅;田志俊;周松
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车轮强度试验有限元仿真
模 拟车轮 动态弯 曲疲劳试验 ， 得到 车轮 应力 分布图 ， 分析了车
模。 通风孔等存在与否对位移几乎没有影 响 ， 可以将其省略 。 可 以将模型进行必要简化 ， 图 ４所示 。 如
轮 的强度情况 ， 预测 了车轮 的疲 劳寿命 ； 接着建立 车轮 １ ／ ４模
型， 对车轮螺母座 刚度试验进行模 拟 ， 从而得到 螺母座局 部应
盘对车轮应力分布又有着举 足轻重 的影 Ⅱ 向。因而在 对车轮进 行强度分析和寿命 预测 时一定要考虑这些 因素的影 响。而对 螺母座 强度分 析 ， 人方 法是 对螺母 座 局部 造型 ， 前 直接表 面 加载ｔ 这 样很难 实现与实 际受 力工 况等 同 ， ３ ］ ， 这里模 型加入 螺 母， 更好模 拟实际情况 。 本文应用有限元分析软件 Ａ Ｓ Ｓ 车轮进行包括加载轴 ＮＹ 对
图 ３ 车 轮 螺 母座 试 验
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《 备 制造 技术 ） ０ ８年第 ５期 装 ２０
以发 现 ， 真分析结果 和试验结果基 本吻合 ， 明仿真分析结 仿 说
果是 合理 的。 由于车轮是在 等幅载荷作用下进行进行 预测 。通过名义应力法分析计 算， 得到车轮寿命为 ７９万次。 ．
度试验。 目前对 车轮进 行强度分析 和寿命 预测的主要方法是 对车轮钢 圈单独建模 加载分析 】 ， 这种方 法虽然方 便 、 快捷 ， 但忽略 了一些 重要 的影响 因素 ， 由于没有考虑 螺栓预 紧力对 车轮应力分 布 的影 响及法 兰盘对车 轮的作用 效果 ， 分析 结果
汽车车轮动态弯曲疲劳试验的有限元模拟
汽车车轮动态弯曲疲劳试验的有限元模拟汽车车轮是汽车的重要组成部分，承受了来自汽车的全部重量，它的可靠性直接影响汽车的安全行驶以及人的生命安全。
为了保证它的安全，国家对它出厂前需要通过的试验进行了规定，分别为动态弯曲疲劳试验、动态径向疲劳试验和冲击试验。
做这些试验需要轮毂产品和专用设备，增加了成本，同时还延长了产品的设计周期。
近年来，随着 NX NASTRAN,ANSYS 等分析软件的发展、应用，通过计算机技术来模拟上述三个实验，将模拟分析结果作为设计的初始条件，可降低设计周期和实验成本，深受汽车企业欢迎。
车轮主要是由轮毂和轮胎组成的，而动态弯曲疲劳试验中只对轮毂进行了考察。
动态弯曲疲劳试验模拟了汽车行驶过程中受到弯曲力矩的情况，并且轮毂发生疲劳破坏的最主要原因就是弯曲疲劳，因此对它的研究显得尤为重要。
1 轮毂的三维建模轮毂主要是由轮辋和轮辐组成的，轮辋是轮毂上与轮胎接触的部分，文献[1]对它的尺寸做了规定，轮辐是与车轴实施安装连接，支撑轮辋的车轮部分。
轮辐部分是影响轮毂重量和强度的重要部分，它的尺寸和形状没有统一的标准。
轮辐的设计主要是从轮板数量和轮辐形状两个方面考虑，在设计中辐板数量影响轮毂的外观、强度、通风性、加工难易等，常用的有五辐、七辐、八辐、十辐等，而轮辐形状有星型、Y 型、V 型等。
2 动态弯曲疲劳试验根据国家标准，试验时轮毂承受一个与之相对旋转的弯矩。
本文采用轮毂旋转加载方式如图 2 所示，为了对车轮施加弯矩，以规定的 0.5 m 到 1.04 m距离(力臂)处施加一个平行于车轮安装面的力。
本文选用的力臂长 L 为0.6 m，确定应力最大位置时是让轮毂在一固定不动的弯矩下旋转，从而找出轮毂旋转过程中应力最大的位置，然后以此位置的载荷和约束为基础进行疲劳分析。
3 弯曲疲劳试验有限元模拟 3.1 最大应力位置的确定依据动态弯曲疲劳试验的要求，如图 2 所示，轮毂被紧固在试验装置的面上，装置上的夹具夹紧轮毂的轮缘，所以在对轮毂施加约束时，应在轴一侧轮辋外缘处施加固定约束，以此来固定它的 6 个自由度。
基于有限元方法的机械结构疲劳分析与寿命预测
基于有限元方法的机械结构疲劳分析与寿命预测疲劳分析与寿命预测在机械结构设计中具有重要的意义。
通过对材料的疲劳特性进行研究，并结合有限元方法建立数值模型，可以有效地预测机械结构在使用过程中的受力情况和寿命。
疲劳是机械结构在循环加载下出现的一种失效模式，通常会导致结构的裂纹扩展和损伤积累。
疲劳失效对于安全和可靠性至关重要，因此必须对结构进行疲劳分析，以了解其耐久性和使用寿命。
有限元方法是一种常用的数值分析方法，可以将机械结构抽象成离散的小单元，通过求解控制方程组，得到结构的应力、应变分布。
在疲劳分析中，有限元方法可以用来计算结构在循环加载下的应力应变历程，进而预测结构的疲劳寿命。
首先，需要确定材料的疲劳特性。
疲劳特性包括S-N曲线和疲劳极限等参数。
S-N曲线描述了应力与寿命之间的关系，是进行疲劳寿命预测的重要依据。
疲劳极限是指承受无限循环次数的最高应力。
这些参数可以通过实验获得或从已有的数据库中获取。
接下来，建立机械结构的有限元模型。
有限元模型需要包括结构的几何形状、材料性质以及外加载条件等信息。
通过对结构进行网格划分，可以将结构抽象成大量的小单元，从而将求解控制方程组的问题转化为求解离散方程组的问题。
然后，进行加载与边界条件的设定。
加载条件是指施加到结构上的载荷，可以是静态加载或动态加载。
边界条件是指限制结构运动的约束条件，可以是支座约束或预定位约束等。
这些条件需要根据实际情况进行合理设定。
在求解有限元方程组之后，可以得到结构各处的应力与应变分布。
通过与疲劳特性相结合，可以计算得到结构在循环加载下的疲劳寿命。
通常使用疲劳强度折减因子来考虑不同应力水平下的寿命衰减。
通过以上步骤，可以进行一次基于有限元方法的机械结构疲劳分析与寿命预测。
然而，实际工程中的机械结构往往受到多种不确定因素的影响，如材料的不均匀性、加载条件的随机性等。
因此，在疲劳分析中，还需要考虑不确定性的影响。
一种常用的方法是应用统计学方法进行可靠性分析。
基于数值仿真的全表面轮毂弯曲疲劳试验及疲劳寿命分析
装备环境工程第20卷第5期·70·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年5月基于数值仿真的全表面轮毂弯曲疲劳试验及疲劳寿命分析朱志鹏1，汤永1，李火平2，孙云伟1，邓文1，宋桂秋3（1.中国直升机设计研究所，江西景德镇 333001；2.中国人民解放军92281部队，山东诸城 262200；3. 东北大学机械工程与自动化学院，沈阳 110001）摘要：目的预测钢制全表面轮毂易产生疲劳破坏的危险区域，并分析其弯曲疲劳寿命。
方法针对全表面轮毂的弯曲疲劳试验工况，建立有限元分析模型，综合考虑螺栓拧紧方式、螺栓预紧力以及材料非线性特征的影响，通过在加载轴末端建立局部坐标系，实现载荷的分解，并最终实现弯矩的动态加载。
在此基础上，进行轮毂的受力分析，然后构造适用于轮毂的应力寿命曲线，并使用名义应力法进行疲劳寿命预测。
结果动态弯矩的加载方向变化会显著影响轮辐表面的应力分布特点，螺栓预紧力施加后，螺栓孔附近区域的应力显著增大，在计算中应考虑其影响。
在获得各节点载荷历程后，以高应力幅和平均应力为标准，筛选出了轮毂的危险节点。
结论基于数值仿真的本型全表面轮毂弯曲疲劳试验，危险节点位置均位于轮辐通风孔的内圆角附近区域，可有针对性地对该区域进行相应的优化设计，以进一步提高轮毂的弯曲疲劳寿命。
分析得到当前轮辋弯曲疲劳寿命约7.6万次，符合国家标准的要求。
关键词：全表面轮毂；弯曲疲劳；数值分析；材料非线性；预紧力影响；寿命预测中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)05-0070-10DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.05.011Bending Fatigue Test and Fatigue Life Analysis of Full-surface Hub Basedon Numerical SimulationZHU Zhi-peng1, TANG Yong1, LI Huo-ping2, SUN Yun-wei1, DENG Wen1, SONG Gui-qiu3(1. China Helicopter Research and Development Institute, Jiangxi Jingdezhen 333001, China; 2.Unit 92281 of Chinese People’sLiberation Army, Shandong Zhucheng 262200, China; 3. School of Mechanical Engineering & Automation,Northeastern University, Shenyang Liaoning 110001, China)ABSTRACT: The work aims to predict the dangerous areas prone to fatigue damage and analyze the bending fatigue life of steel full-surface hubs.A finite element analysis model was established for the bending fatigue test condition of the full-surface hub. The method of bolt tightening, the impact of bolt preload on the hub, and the nonlinear characteristics of the material were收稿日期：2023–03–20；修订日期：2023–04–20Received：2023-03-20；Revised：2023-04-20基金项目：航空科学基金（2018ZF02005）Fund：Aviation Science Foundation (2018ZF02005)作者简介：朱志鹏（1989—），男，博士。
铝合金车轮动态径向疲劳试验仿真分析与寿命预测
Simulation Analysis and Life Evaluation for Dynamic Radial Fatigue Test of Aluminum Alloy Wheel
作者： 吉军 张辉 张宣妮 李艳红
作者机构： 咸阳师范学院物理与电子工程学院,陕西咸阳712000
出版物刊名： 咸阳师范学院学报
页码： 22-26页
年卷期： 2011年 第2期
主题词： 铝合金车轮 动态径向疲劳试验 S-N疲劳分析法 疲劳寿命预测
摘要：动态径向疲劳试验是评测铝合金车轮安全性的三大性能试验之一,采用有限元方法实
现试验的仿真分析和疲劳寿命预测,能够减少物理试验次数,提高车轮设计研发效率。
基于ANSYS Workbench平台,考虑轮胎充气压力对仿真结果的影响,建立了试验仿真有限元模型,实
现了15×6JJ铝合金车轮动态径向疲劳试验的仿真分析,运用S-N疲劳分析方法得到了径向试验载荷下车轮的疲劳寿命及损伤分布情况。
研究结果表明,轮缘、胎圈座和辐条根部后侧是疲劳损伤
的主要集中部位,需要进行设计改进。
大尺寸重载车用铝合金轮毂径向疲劳寿命预测
表 1 相关数据 Tab.1 Relevant data
轮胎规格 轮辋额定载荷/N 强化系数
315/80R22.5
40 000
2.25
轮胎径向 变 形 量 /mm
36.25
接触 角 度/°
30
48
农业装备与车辆工程
2015 年
1.4 轮毂上径向载荷确定
车轮是汽车的承重部件， 径向载荷通过轮胎
传递到轮毂的胎圈座， 因此径向载荷直接影响轮
收稿日期：2015－04－07 修回日期：2015－04－14
此， 大尺寸铝合金轮毂替代传统钢制轮毂应用于 重载车上， 将对降低整车重量及降低燃油消耗率 产生重要影响。 同时，铝合金轮毂良好散热性，增 强了车辆制动效能，使得轮胎和制动盘寿命提高， 有效保障整车的安全性。 目前，重载车用大尺寸铝 合金轮毂大都采用锻造和压力铸造， 工艺成本相 对较高。 低压铸造作为比较成熟的成型方式，成本 低， 且铸造产品也已在轿车上得到广泛应用。 因 此， 将低压铸造铝合金轮毂应用于重载车型对于
铝合金轮毂疲劳性能主要包括弯曲疲劳和动 态径向疲劳，对于小尺寸铝合金轮毂，由于其弯曲 疲劳相比于径向疲劳对轮毂使用性能影响较大， 且大部分轮毂厂商也大都将轮毂弯曲疲劳性能作 为合格性评价的标准， 因此疲劳研究主要针对弯 曲疲劳性能。 但是，重载车用大尺寸铝合金轮毂由 于其结构和使用工况差异， 径向疲劳性能对使用 性能影响要超过弯曲疲劳， 而大尺寸铝合金轮毂 在重载车上的使用性能，尤其是疲劳性能研究，相 关的报道较少。 因此，本文对大尺寸铝合金轮毂在 服役状态下的应力应变响应进行分析， 并运用疲 劳理论对其径向疲劳寿命进行预测。
— — — 最 大 压 力 ，MPa。
根据力的平衡原理， 对轮辋胎圈座上的均布
汽车车轮动态弯曲疲劳试验的有限元模拟
汽车车轮动态弯曲疲劳试验的有限元模拟本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！汽车车轮是汽车的重要组成部分，承受了来自汽车的全部重量，它的可靠性直接影响汽车的安全行驶以及人的生命安全。
为了保证它的安全，国家对它出厂前需要通过的试验进行了规定，分别为动态弯曲疲劳试验、动态径向疲劳试验和冲击试验。
做这些试验需要轮毂产品和专用设备，增加了成本，同时还延长了产品的设计周期。
近年来，随着NX NASTRAN,ANSYS 等分析软件的发展、应用，通过计算机技术来模拟上述三个实验，将模拟分析结果作为设计的初始条件，可降低设计周期和实验成本，深受汽车企业欢迎。
车轮主要是由轮毂和轮胎组成的，而动态弯曲疲劳试验中只对轮毂进行了考察。
动态弯曲疲劳试验模拟了汽车行驶过程中受到弯曲力矩的情况，并且轮毂发生疲劳破坏的最主要原因就是弯曲疲劳，因此对它的研究显得尤为重要。
1 轮毂的三维建模轮毂主要是由轮辋和轮辐组成的，轮辋是轮毂上与轮胎接触的部分，文献[1]对它的尺寸做了规定，轮辐是与车轴实施安装连接，支撑轮辋的车轮部分。
轮辐部分是影响轮毂重量和强度的重要部分，它的尺寸和形状没有统一的标准。
轮辐的设计主要是从轮板数量和轮辐形状两个方面考虑，在设计中辐板数量影响轮毂的外观、强度、通风性、加工难易等，常用的有五辐、七辐、八辐、十辐等，而轮辐形状有星型、Y 型、V 型等。
2 动态弯曲疲劳试验根据国家标准，试验时轮毂承受一个与之相对旋转的弯矩。
本文采用轮毂旋转加载方式如图 2 所示，为了对车轮施加弯矩，以规定的m 到m距离(力臂)处施加一个平行于车轮安装面的力。
本文选用的力臂长L 为m，确定应力最大位置时是让轮毂在一固定不动的弯矩下旋转，从而找出轮毂旋转过程中应力最大的位置，然后以此位置的载荷和约束为基础进行疲劳分析。
3 弯曲疲劳试验有限元模拟最大应力位置的确定依据动态弯曲疲劳试验的要求，如图 2 所示，轮毂被紧固在试验装置的面上，装置上的夹具夹紧轮毂的轮缘，所以在对轮毂施加约束时，应在轴一侧轮辋外缘处施加固定约束，以此来固定它的 6 个自由度。
基于有限元法的结构疲劳分析及寿命预测
基于有限元法的结构疲劳分析及寿命预测疲劳是结构材料在长期受到重复载荷作用下产生破坏的一种现象。
疲劳问题在工程领域中具有重要意义，对于确保结构的可靠性和安全性至关重要。
而基于有限元法的结构疲劳分析及寿命预测是一种常用的方法。
一、有限元法的概述有限元法是一种在计算机上求解结构力学问题的数值方法。
它将复杂的结构离散为多个简单的单元，在每个单元内进行数值计算，并通过单元之间的边界条件传递信息。
在结构疲劳分析中，有限元法能够很好地模拟结构的实际工作状态和受力情况，从而评估结构在长期加载下的疲劳寿命。
二、结构疲劳的成因结构疲劳的成因可以归结为两个方面：载荷和材料。
首先，结构受到的载荷可以是静态的或动态的，也可以是周期性的或随机的。
不同类型的载荷都会对结构产生损伤，进而导致疲劳破坏。
其次，材料的特性也会对结构的疲劳性能产生重要影响。
材料的韧性、强度、硬化行为等都会影响结构的疲劳性能。
三、结构疲劳分析的步骤基于有限元法的结构疲劳分析主要包括以下几个步骤。
首先，确定结构的受力情况和载荷条件。
这些信息可以通过实验测试或工程经验来获取。
其次，建立结构的有限元模型。
在模型建立时，需要考虑结构的几何形状、材料性质以及边界条件等。
然后，进行疲劳分析计算。
通过有限元法求解结构的应力、应变分布，并结合材料的疲劳本构关系，计算结构在不同载荷作用下的疲劳寿命。
最后，评估结构的安全性。
根据计算得到的疲劳寿命，判断结构是否达到设计或使用要求，并进行寿命预测。
四、结构寿命预测方法结构寿命预测是基于有限元法的结构疲劳分析的关键环节。
目前，常用的结构寿命预测方法主要有两种：直接计数法和损伤累积法。
直接计数法是根据结构所受到的疲劳载荷和材料的疲劳寿命曲线，直接计算出结构的疲劳寿命。
而损伤累积法是将结构的疲劳破坏看作是材料的损伤积累。
通过计算结构的损伤积累程度，进而预测结构的寿命。
五、结构疲劳分析的应用基于有限元法的结构疲劳分析及寿命预测在工程领域中具有广泛的应用。
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针对 目前双摆角数控铣头研究现状中亟待解决的精度和扭
ｒｌｆｒａｅ ｈｅｓ ｕｔｒ ｉｐｏｅ ｎ ｏｅｏ ｒ ｅｌｔ ｃｕｅ ｍ ｒｙｍｅｔ ｌ ｗ ｒ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｈｅ ｌ Ｒｉ ； Ｗ ｅ ； ｍ Ｒａｄｉ ａ ｉ ｕｅｔ ｓ ； ａｌ ｔｇ ｅ ｔＦＥＭ ｉ ｕｌ ｔｏ Ｆａ ｉ ｕｅｌ ｅ ｆ ｓｍ ａ ｉ ｎ； ｔｇ ｆ ｉ
【 摘
要】 采用有限元分析方法， 建立汽车车轮有限元模型， 模拟车轮径 向疲劳试验施加合理的栽
荷及 边界条 件 。通过 分析 车轮 试验过 程 中的应力 变化 情 况 ， 出高应 力集 中区域及其各 主应 力值 ， 用 得 运
疲劳寿命计算理论及 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件估算车轮 的疲劳寿命。 通过与车轮径向疲劳试验结果进行比较 ， 结果
验进行仿真模拟及疲劳寿命估算 ， 的是得到此车轮在动态径向疲 １７ ０ 目 ２ ６ 个单元和 ５ ２３个节点口如 图 ２ ０９ ， 所示 。 不考虑轮辐和轮辋
★ 来稿 日 ： １— ８ ０ ★基金项 目： 期 ２ ０ ０—６ ０ 厦门市科技计划 高校创新项 目（５ ２ ２ ｏ ３ ４ ） ３ Ｏ ｚ ｏ ８ ０ ４
新型双摆角数控铣头。
矩兼顾问题 ， 研究精度保证技术和采用提高扭矩 的方案 ， 设计 出 参考文 献
（） １进行 了整体结构和传动方 案的分 析和论证 ；２采用力 （）
矩电机与蜗轮蜗杆驱动方式 ， 优化传 动链配置 ， 达到大传动 比、 高 精度传 动 ；３ 建立精度分析数学模型 ， （） 确定驱动扭矩 算式 ， 通过 优化参数配置提高铣头精度和转矩 ；４ 分析加工过程铣头精度状 （） 况， 进行了铣头体刚度分析并进行结构优化 ；５设计的双摆角数 （）
第 ６期
２ １ 年 ６月 ０１
文章编号 ：０ １３ ９ （０ １０ — ０ ７ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）６ ０ ２ — ３
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｎｕ ａ ｔ ｒ ２ ７
车轮径 向疲劳试验有限元仿真及疲 劳寿命估算 术
节 点 的方 式 。车 轮轮辋 的材料 为 Ｒ Ｌ ８ Ｃ ３ ０钢 ； 辐 的材料 为 如 图 ４所示 ， 轮 通过车轮一圈的旋 转分 析 ． 高应力区域 出现在通风
Ｓ ０ 钢， Ｗ４ ０ 强度极限为 ＝ ９ ＭＰ ， ５ ０ ａ屈服极 限为 ￣＝ ６ Ｍ ａ对称 孔边缘 Ａ、 Ｃ、 四个位置处 ， 中， ，４ ０ Ｐ ， Ｂ、 Ｄ 其 Ａ点处的应力最高 ， 其当量 ５ ＭＰ 。 Ｂ Ｃ Ｄ四个位 置即为 弯曲疲劳极限 由公式 ＝ ８０ ３ 计算得 ＝ ９ ．ＭＰ 。 ３＋． ４ ２ １ ａ 分 应力达到 ２ ６ ａ据此预测通风孔边缘 Ａ、 、 、 ７ 析计算时材料 的弹性模量取 为 Ｅ ２０ ８５ ａ ＝ ． ｅ ＭＰ ，泊松 比取 为 ＝ 车轮 的危险点 ， ６ 与车轮径向疲 劳试验结果基本吻合 ， 如图 ５所示。 ０３质量密度取 ｐ ７８ ３ ￣ ＿， ＝． ｋ ｍ。 Ｅ
２车轮 的有 限元模型建立
该 型无 内胎车 轮钢 圈 的轮辐 与 轮辋厚 度分 别为 ７ ｍ和 ａ ｒ
作用ｍ 随着我国汽车工业整体水平的提高， 。 以及对汽车的行驶速度 ２１车轮有限元模型 ． 与载荷 的大幅度提高 ， 对车轮的质量要求也越来越高。一般意义上 ｍ， ｌ 所示。运用有限元分析软件 Ａ Ｓ Ｓ建立车轮 的实 ＮＹ 的车轮包括轮胎和钢圈两部分 ，研究的是某车轮厂生产 的某 型号 １ｍ 如图 １ 采用 Ｓ ｌ ９ ｏｄ ５单元对车轮进行 网格划分 ， ｉ 分网后模型共有 １。 Ｃ无内胎车轮钢圈。采用 Ａ Ｓ Ｓ ５Ｄ Ｎ Ｙ 软件对该车轮的径向疲劳试 体模 型，
载荷和汽车负载。 气压载荷分 为 ２部分施ａ ： １作用在整个轮辋 ｎ（）
表面的内压；２作用在钢圈两侧沿圆周均布 的侧向载荷［ （） ３ １ 。 试验 中车轮的汽车负载等效 于地 面对 轮胎的反作用 力 ， 通
图 ， 疲 劳 试验 中车 轮 裂 纹位 置
４车轮疲劳寿命估算
名义应力法是 以材料或零件的 Ｓ Ｎ曲线为基础 ，对 照零件 －
ａｔａ ｃ ｉｎ ｃａｋ， ｅｓｍｅ ｏｆｔ ｅｌｅｅａｕ ｉ ｎ ｅｗ ｅｌ ｒｅｌｅ ｌｏ ｔｅｅａ － ｃｕｌｏａｏｓ ｒｃｓｉｉｔ ａ ｆｒａｉ ｉ ｖ ａｏ ａｄｔ ｈｅ’ ｔ ｉ． ｌ ｈｓ ｐ ｌｔ ｆ ｏ ｔｓｈ ｕ ｇ ｆ ｌｔ ｎ ｈ Ｓ ｕ ｆＡ ｆ
ｍｅ ｏ ，ｎ ｅｓｎ ｌ Ｚａｓ ａｄ ｂ ｕ ｄ ｒ ｏ ｄｔ ｎ ｒ ｐ ｌ ｄ ｂ ｉ ｕａｉｇｔｅ ｒｄａ ｆ ｔ ｕ ｅｔ ｔ ｄ ａ ｄ ｒａｏ ａ ｅ ｏｄ ｏ ｎ ａｙｃ ｎ ｉｏ ｓａｅａ ｐｉ ｙｓｍ ｌ ｎ ａ ｉｌ ａｉ ｅ ｔ ． ｈ ｂ ｎ ｉ ｅ ｔ ｈ ｇ ｓ Ｔ ｒｕ ｈａ ａ ｚｎ ｅｃ ａｇ ｒｓ ｉ ｅ ｒｃｓ ｏ ｈ ｅ ｓ ｎ ，ｉ ｔ ｓ ｐ ｓ ｉ ｓｏ ｅａ ｔｍ － ｈｏ ｇ ｌ ｉｇｔ ｈ ｅｏ ｓ ｅｓ ｎｔ ｏ ｅｓｆ ｗ ｅｌｅｔ ｇ ｈｇ ｓ ｅｓ ｏｉｏ ｔ ｕｏ ｏ ｎ ｙ ｈ ｎ ｆｔ ｈ ｐ ｔ ｉ ｈ ｒ ｔｎ ｆ ｈ ｂｌ ｗ ｅ ｌ ｎ ｒ ｃ ａ ｓ ｅｓｓｔｅｏｔｉｅ ， ｅ ｖ ｕ ｅ ｔｅ ａｉ ｅｌｅｗｔ ｅ ｒ ｎ Ｎ Ｙ ｉ ｈ ｅ ａ ｄｐ ｉ ｉｌ ｔ ｓｅ ； ｂａ ｄ ｔ ｎｅａ ａ ｓ ｈ ｔ ｇ ｉ ｉ ｔ ｏｙａ ｄＡ Ｓ Ｓｓ ｅ ｎ ｐ ｒ ｌ ｆ ｎ ｈ ｌｔ ｆ ｕ ｆ ｈｈ Ｃ ｍ ａｉｇｗ ｔ ｔｅｒ ｉ ｉ ｅｔｓ ｒｓｌ ｉｓ ｏ ｓｔａ ｔｅ ｏ ｐ ｒ ｉ ｈ ａ ａｆ ｇ ｅｔ ｅｕｔ ｔ ｈ ｗ ｔ ｈ 劲 ｓ ｅｓ ｏｉｏ ｅｃｎｉ ｅ ｔ ｉ ｅ ｎ ｈ ｄ ｌ ａｕ ｔ ， ｈ ｔ ｓ ｐ ｓｔ ｎ ａ ｏ ｓ ｔｎ ｗｔ ｔ ｒ ｉ ｒ ｓ ｓ ｈｈ
颜 伟泽 郝艳华 黄致 建 蒋万标
（ 华侨 大学 机 电及 自动化学 院 ， 泉州 ３２２ ） ６０ １
Ｆ ＥＭ ｉ ｌｔ ｎ ｆ ｅ ｌ ａ ｉｌ ａ ｉ ｕ ｓ ｎ ａ ｉｕ ｆ ｖ ｌａ ｉ ｎ ｓｍｕ ａ ｉ ｏｒ ｏ ｗｈ ｅ ｄａ ｔ ｅ ｔ ｔａ ｄ ｆ ｔ ｅ ｌｅ ｅ ａｕ ｔ ｒ ｆ ｇ ｅ ｇ ｉ ｏ Ｙ Ｎ Ｗｅ—ｅ Ｈ Ｏ Ｙ ｎ ｈ ａ Ｈ Ａ Ｇ Ｚ ｉｊ ｎ Ｊ Ｎ ｎ ｂａ Ａ ｉｚ ， Ａ ａ － ｕ ， Ｕ Ｎ ｈ－ｉ ，Ｉ Ｇ Ｗａ— ｉｏ ａ Ａ （ ｏ ｅｅｏ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇａ ｄＡ ｔｍ ｔ ｎ Ｈ ａｉｏＵ ｉ ｒｉ ， ｕ ｎｈ ｕ３ ２ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌ Ｍｅｈ ｎｃ ｇｎ ｅｉ ｎ ｕｏ ａｉ ， ｕ ｑａ ｎｖ ｓｙ Ｑ ａ ｚｏ ６ ０ Ｃ ｉａ ａＥ ｎ ｏ ｅ ｔ １
一
结
Ｈ
和重复定位精度分别达到 １ ５。其大功率 、 ０和 ” 大扭矩、 高精度的
特性可极大扩展五轴联动机床加工能力范围。
［］ １ 丁雪生． 欧洲双主轴加工中心简介世 界制造技术与装备市场， ０ ： ） ２ ５（ ． ０ ２ ［］ ２ 赵妙霞 ， 郑玉巧 ， 胡世军 ， 工进花． 机床传动链误差对齿轮加工精度 的 影 响及控制． 工业科技 ，０ ５ ６ ：５ ４ ． ２ ０ （ ）４ － ７ ［］ ３ 徐峰 ， 李庆祥精密机械设计 京： Ｅ 清华大学出版社 ， ０ ： ２２ ５ ２ ５ １ － １． ０ ２ ［］ ４ 成大先． 机械设计手册． ： 北京 化学工业 出版社 ， ９ （３ ：９ ． １ ３ １ ）２ ６ ９ ［ ］ ・ａ ｅ ・ ｋｂａ ｖ ・ ｒｅ ｆ ｔ ｌ ｅｔ ｎ ｏ ｅｈ ｉ ｅｆ ｈｍ ｎ ｉ ５ ＤＫ ｔ ， Ｖ ｏ ｒ ｏｉ Ｓ ｖｙｉ ｅ ｉ ｎ ｏｔ ｌ ｃｎ ｕ ｓ ｒ ａｏ ｉＭ ｕ ｔ ｃ ｕ ｏ ｎ ｌｇ ｃ ｒ ｔ ｑ ｏ ｕ ｄ ｒｂ ｔ・ ｕｎｌｆｎｅｌ ｅｔｎ Ｒ ｂｔ ｓ ｙｔｍ ．０ ３３ （）１ ７ １ １ ｏｏｓ ｏ ｒａｏＩｔｌｇｎ ａｄ ｏ ｏｉ Ｓ ｓ ｓ２０ ．７２ ：１— ４ ． Ｊ ｉ ｃ ｅ ［］ ・ｕ ｏｒｏｉ・ｉ ｄｌ ｃｍ ｔｎ ｙａ ｉ ，ａｉｔｃｎ ｏａｄ ｐｌ ６ ＭＶ ｋｂａ ｖ Ｂｐ ａｌ ０ ｏ ０ｄｎｍｃ ｓｂｌ ， ｔ ｌ ａｐ－ ｔ ｃ ｅ ０ ｉ ｓｔ ｉ ｏｒ ｎ ｙ ｉ
控铣头 Ａ Ｃ 、 轴额定进给扭矩均达到 ３０Ｎ ， ００ ｍ 驱动系统定位精度
２ ８
颜伟泽等 ： 车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算
第６ 期
装配焊接过程 中产生的初始应力 ， 轮辐与轮辋之间的连接采用共 应力状态 ， 以以当量应力 （ ｏ ｓｓ作 为计算 应力进行研 究。 所 Ｖ ｎＭｉ ） ｅ
． 过轮胎 与轮辋 的接触 面间接 的传递 给轮辋 ， 具体加载情况 ， 图 ４１名义应力法估算车轮疲劳寿命 如
３所示。车轮在工作时轮胎与轮辋之间传递力的有效接触范围为
尺寸系数 、 面加工 系数 表 对称于车轮中轴线前后各 的范围内， 的大小为从 中间向两边 或结 构疲 劳危 险部位 的应 力集 中系数 、 力 结合疲劳损伤累积理论 ， 计算零件的疲劳寿命 。 按余 弦规律减小 。由于车轮工作时的离心力对车轮强度的影响 及名义应力 ， 微忽其微 ， 予考虑。 不 为了有效模拟动态径 向试验工况 ， 将车轮固 由于轮辐材料 Ｓ ０ Ｗ４ ０为新型材料 ， 没有现成 的材料 Ｓ Ｎ曲 － 所 － 当 ０ 定外载荷绕 车轮旋转 ， 外载荷每转一个小角度写 出一个载荷步 。 线 ， 以只能采用简化的方法估算 该材料的 Ｓ Ｎ曲线 。 Ⅳ １ ０９ ； 盯 ０时 １ ； （０ ０） 由 该车轮的试 验汽 车负载 ￣ ６ ６ ０ 轮胎内压 ￣ Ｉ ａ 轮胎与轮 时 ， ＝ ． ＾当 Ⅳ≥１ ， ＝ 一 当 Ⅳ＝ １３ １ 时 ， Ⅳ＝ ５ ６ Ｎ， ＭＰ ，