車輪鋼圈疲勞分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車零部件涉及領(lǐng)域，具體涉及一種車輪鋼圈疲勞分析方法
【背景技術(shù)】
[0002] 車輪是衡量當今汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要因素，汽車使用中一系列的安全性，包 括輪胎磨損、燃油消耗及人員本身的操作方便程度都系于車輪在為汽車提供動力時的準確 度，因此車輪為整車提供質(zhì)量上的優(yōu)越程度就變得很重要。鑒于在行駛過程中隨機載荷中 主要為疲勞載荷時常作用于車輪，由于車輪出現(xiàn)損毀的主要來源是工作行駛中產(chǎn)生的彎曲 載荷，因此疲勞壽命成為車輪制造中主要研究的問題，即確保破壞與斷裂盡量不發(fā)生在車 輪的工作年限之內(nèi)。現(xiàn)有車輪鋼圈設(shè)計大多是采用經(jīng)驗公式計算或者參照樣機進行，然后 通過試樣不斷對結(jié)構(gòu)進行修改優(yōu)化，直到滿足工作要求為止，因此存在開發(fā)周期長，成本高 的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在提供一種車輪鋼圈疲勞分析方法，該方法克服現(xiàn)有技術(shù)車輪鋼圈設(shè)計 開發(fā)周期長，成本高的缺陷，具有計算精確、運算效率高的特點。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案如下；一種車輪鋼圈疲勞分析方法，包括W下步驟：
[0005] A、預設(shè)邊界約束條件、材料參數(shù)與工況條件，用有限元法建立被測車輪鋼圈模 型；
[0006] B、對模型施加6個方向的載荷，各方向彼此之間成60度角，建立應(yīng)力云圖，確定各 方向載荷下應(yīng)力集中點作為危險點，將6個方向中的載荷條件下的最大應(yīng)力值最高的方向 作為危險載荷方向；
[0007] C、測J量各云圖確定的危險點和經(jīng)驗已知的危險點的Mises應(yīng)力、X方向應(yīng)力、Y方 向應(yīng)力W及Z方向應(yīng)力，確定最大方向應(yīng)力為危險點的應(yīng)力方向；
[0008] D、結(jié)合預設(shè)的材料參數(shù)及步驟C得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)計算各個測試區(qū)域的的疲勞壽 命N，計算出的疲勞壽命中的最小值即為被測鋼圈的最小疲勞壽命。
[0009] 所述的步驟D中，疲勞壽命N的計算式如下：
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種車輪鋼圈疲勞分析方法，其特征在于包括以下步驟： A、 預設(shè)邊界約束條件、材料參數(shù)與工況條件，用有限元法建立被測車輪鋼圈模型； B、 對模型施加6個方向的載荷，各方向彼此之間成60度角，建立應(yīng)力云圖，確定各方向 載荷下應(yīng)力集中點作為危險點，將6個方向中的載荷條件下的最大應(yīng)力值最高的方向作為 危險載荷方向； C、 測量各云圖確定的危險點和經(jīng)驗已知的危險點的Mises應(yīng)力、X方向應(yīng)力、Y方向應(yīng) 力以及Z方向應(yīng)力，確定最大方向應(yīng)力為危險點的應(yīng)力方向； D、 結(jié)合預設(shè)的材料參數(shù)及步驟C得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)計算各個測試區(qū)域的的疲勞壽命N， 計算出的疲勞壽命中的最小值即為被測鋼圈的最小疲勞壽命。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輪鋼圈疲勞分析方法，其特征在于：所述的步驟D中，疲勞壽 命N的計算式如下：
其中，Δ ε為局部應(yīng)變幅值，Of'為疲勞強度系數(shù)，ef'為疲勞延性系數(shù)，E為彈性模 量，b為疲勞強度指數(shù)，c為疲勞延性指數(shù)，σ _為最大應(yīng)力值；b'為結(jié)合了零件的表面加 工與尺寸影響后的修正疲勞強度指數(shù)，其值為：
其中，〇 η為對稱彎曲疲勞極限，ε為尺寸系數(shù)，β為表面系數(shù)，〇 m為平均應(yīng)力。
3. 如權(quán)利要求1所述的車輪鋼圈疲勞分析方法，其特征在于：所述經(jīng)驗已知的危險點 包括：鋼圈螺栓孔處、鋼圈與輪輞焊縫處、輪輻與法蘭軸連接大孔處。
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種車輪鋼圈疲勞分析方法，包括以下步驟：A、預設(shè)邊界約束條件、材料參數(shù)與工況條件，用有限元法建立被測車輪鋼圈模型；B、對模型施加6個方向的載荷，建立應(yīng)力云圖，確定各方向載荷下應(yīng)力集中點作為危險點，在6個方向中確定危險載荷方向；C、測量各云圖確定的危險點和經(jīng)驗已知的危險點的Mises應(yīng)力、X、Y以及Z方向應(yīng)力，確定最大方向應(yīng)力為危險點的應(yīng)力方向；D、結(jié)合預設(shè)的材料參數(shù)及步驟C得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)計算各個測試區(qū)域的疲勞壽命N，計算出的疲勞壽命中的最小值即為被測鋼圈的最小疲勞壽命。該方法克服現(xiàn)有技術(shù)車輪鋼圈設(shè)計開發(fā)周期長，成本高的缺陷，具有計算精確、運算效率高的特點。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104537241
【申請?zhí)枴緾N201410839673
【發(fā)明人】李健, 劉慷, 韋遼
【申請人】廣西科技大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月30日