[发明专利]支重轮轮缘尺寸的设计方法及设计装置

权利要求书

1.一种轮缘尺寸的设计方法，其特征在于，包括：

由轮缘基本工作参数确定初始结构尺寸；

基于所述初始结构尺寸，通过有限元仿真或材料力学计算得到轮缘应力场，根据所述轮缘应力场寻找结构危险位置，计算所述结构危险位置处的轮缘强度要求，以及基于所述初始结构尺寸计算得到轮缘硬度场，基于所述轮缘基本工作参数及初始结构尺寸，计算轮缘的磨损要求；

依据所述结构危险位置处的轮缘强度要求确定基于强度设计的轮缘尺寸，并依据所述磨损要求确定基于磨损设计的轮缘尺寸；

匹配所述基于强度设计的轮缘尺寸和基于磨损设计的轮缘尺寸，并将匹配后的轮缘尺寸作为优化结构尺寸，以使优化结构尺寸同时满足轮缘强度要求及磨损要求；和

输出优化结构尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮缘应力场包括静应力场和疲劳应力场。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮缘强度要求包括强度最大值要求，以及从轮缘表面指向轮缘内部的强度沿深度分布要求。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述轮缘应力场寻找非结构危险位置；

计算所述非结构危险位置处的轮缘强度要求；

依据所述非结构危险位置处的轮缘强度要求确定基于强度设计的轮缘尺寸，并将基于强度设计的轮缘尺寸作为优化结构尺寸，以使优化结构尺寸的轮缘应力场在所述非结构危险位置满足并接近于轮缘强度要求。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮缘的磨损要求包括磨损极限要求和硬化层深度要求。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

校验优化结构尺寸是否符合设计要求，并在优化结构尺寸不符合所述设计要求的情况下，将优化设计结果反馈为初始结构尺寸并迭代设计，直至优化结构尺寸符合所述设计要求。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮缘尺寸为一种支重轮的轮缘尺寸。

8.一种轮缘尺寸的设计装置，其特征在于，包括：

初始模块，用于由轮缘基本工作参数确定初始结构尺寸；

第一计算模块，用于基于所述初始结构尺寸，通过有限元仿真或材料力学计算得到轮缘应力场；

寻找模块，用于根据所述轮缘应力场寻找结构危险位置或非结构危险位置；

第二计算模块，用于计算结构危险位置处或非结构危险位置处的轮缘强度要求；

第一设计模块，用于依据所述结构危险位置处及所述非结构危险位置处的轮缘强度要求确定基于强度设计的轮缘尺寸；

第三计算模块，用于基于所述初始结构尺寸，计算得到轮缘硬度场；

第四计算模块，用于基于所述轮缘基本工作参数及初始结构尺寸，计算轮缘的磨损要求；

第二设计模块，用于依据所述磨损要求确定基于磨损设计的轮缘尺寸；

匹配模块，用于匹配所述基于强度设计的轮缘尺寸和基于磨损设计的轮缘尺寸，并将匹配后的轮缘尺寸作为优化结构尺寸，以使优化结构尺寸同时满足轮缘强度要求及磨损要求；和

输出模块，用于输出优化结构尺寸。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括第一计算单元和第二计算单元，所述第一计算单元用于计算轮缘应力场中的静应力场，所述第二计算单元用于计算轮缘应力场中的疲劳应力场。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括第三计算单元及第四计算单元，所述第三计算单元用于计算轮缘强度要求中的强度最大值要求，所述第四计算单元用于计算轮缘强度要求中的从轮缘表面指向轮缘内部的强度沿深度分布要求。