[发明专利]一种基于外界冲击扰动紊度的工程钢圈轮辋应力获取方法

权利要求书

1.一种基于外界冲击扰动紊度的工程钢圈轮辋应力获取方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.工况条件下工程钢圈的表面应力畸变率分布函数求解：

在有限元分析软件中输入工程钢圈的有限元分析模型，待网格划分与边界条件施加完毕后，对工程钢圈的有限元分析模型在工况均匀气压条件下轮辋的表面应力值及应力的分布状况进行分析，确定表面应力值最大的区域及轮辋在气压作用下最危险的区域，在最危险的区域中按照应力的缓变效应选择N个点，分别拾取这N个点的应力值为σ_i，i＝1,2...N,i为点的标号，然后计算这N个点所对应的表面应力畸变率J_i

其中，σ_i为N个点中每个点的气压应力值，C_max(σ_i)为N个点气压应力值中的最大值，C_min(σ_i)为N个点气压应力值中的最小值，为N个点气压应力值中的平均值，A为最危险区域的面积变量；

S2.外界冲击条件下气压紊动面识别：

在有限元分析软件中对工程钢圈的轮辐进行标准冲击载荷作用下的有限元分析，确定轮辐的最危险区域，并在轮辐的危险区域中按照应力的缓变效应选择N个点，分别拾取轮辐中N个点的应力值为S_i，i＝1,2...N,i为点的标号，计算外界冲击条件下气压紊动面的修正系数为β

其中，为轮辐中N个冲击应力值的平均值，C_max(S_i)为轮辐冲击应力值的最大值，C_min(S_i)为轮辐冲击应力值的最小值，A为最危险区域的面积变量；

然后以轮辐的最大应力值点与轮辐的旋转中心之间的连线为中心线，中心线向顺时针旋转β％·12.5°获得一条偏转线，中心线向逆时针旋转β％·12.5°后获得另一条偏转线，两条偏转线之间所对应的轮辋表面为外界冲击条件下气压紊动面，条动面的起始线与终止线间所成的紊动夹角为β％·25°；

S3.外界冲击条件下扰动紊度的计算：

在有限元分析软件中对工程钢圈轮辋在2β倍标准冲击气压作用下的应力状况进行有限元分析，并在轮辋的危险区域中按照应力的缓变效应选择N个点，分别拾取N个点的应力值为ω_i，i＝1,2...N,i为点的标号；

计算轮辋冲击扰动因子

其中为轮辋冲击扰动因子，C_max(ω_i)为N个点轮辋冲击应力值的最大值，C_min(ω_i)为N个点轮辋冲击应力值的最小值，为N个点轮辋冲击应力值的平均值；

然后计算外界冲击条件下的扰动紊度χ

其中，β为轮辋冲击扰动紊度，为轮辋冲击扰动因子，C_max(J_i)为N个点轮辋均匀气压作用下表面应力畸变率的最大值，C_min(J_i)为N个点轮辋均匀气压作用下表面畸变率的最小值，C_max(ω_i)为N个点轮辋冲击应力值的最大值，C_min(ω_i)为N个点轮辋冲击应力值的最小值，A为最危险区域的面积变量；

S4.基于紊度敏感程度的混合紊度修正因子计算：

在上述过程的基础上，计算紊度敏感性修正因子γ

其中，β为外界冲击条件下气压紊动面的修正系数，为轮辋冲击扰动因子，C_max(J_i)为N个点轮辋均匀气压作用下表面应力畸变率的最大值，C_min(J_i)为N个点轮辋均匀气压作用下表面畸变率的最小值，χ为外界冲击条件下的扰动紊度，A为最危险区域的面积变量；

S5.基于外界冲击扰动紊度的工程钢圈轮辋应力计算：

在上述过程的基础上，确定工程钢圈在外界冲击扰动下的最危险区域N个应力值为P_i，i＝1,2...N,i为点的标号；

P_i＝(1+2γ％)·σ_i

其中，P_i为工程钢圈在外界冲击扰动下的最危险区域N个应力值，γ为紊度敏感性修正因子，σ_i为N个点中每个点的气压应力值。