[发明专利]一种车轮轴间实时过盈量的测量方法和测量预警装置

权利要求书

1.一种车轮轴间实时过盈量的测量方法，应用于以初始过盈量对车轮和车轴进行装配形成的车轮轴，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:使所述车轮轴静止，基于所述车轮的外径、所述车轴的外径以及车轴的内径得到所述车轮和所述车轴的装配面上的车轮轴静态接触应力；

所述车轮轴静态接触应力p_c为：

δ为所述初始过盈量，a为所述车轴的内径，b为所述车轴的外径，c为所述车轮的外径，E₁为所述车轮的弹性模量，E₂为所述车轴的弹性模量，μ₁为所述车轮的泊松比，μ₂为所述车轴的泊松比,

步骤S2:使所述车轮轴转动，在所述车轮上设置车轮预定点及在所述车轴上设置车轴预定点；

步骤S3:建立与所述车轮轴上转动离心力及所述车轴预定点的三个维度方向上的应力相关的车轴弹性力学微分方程，建立与所述车轮轴上转动离心力及所述车轮预定点的三个维度方向上的应力相关的车轮弹性力学微分方程；

所述车轮和所述车轴的材质相同，所述车轮轴恒定以预定角速度转动，将所述车轮预定点的径向距离作为外径向距离及将所述车轴预定点的径向距离作为内径向距离，

所述车轮弹性力学微分方程为：

σ_or为所述车轮预定点的径向应力，σ_oθ为所述车轮预定点的周向应力，σ_oz为所述车轮预定点的正向应力，τ_oz为所述车轮预定点的车轴向剪切应力，ρ为所述车轮轴的材质密度，ω为所述预定角速度，or为所述外径向距离，

所述车轴弹性力学微分方程为：

σ_ir为所述车轴预定点的径向应力，σ_iθ为所述车轴预定点的周向应力，σ_iz为所述车轴预定点的正向应力，τ_iz为所述车轴预定点的车轴向剪切应力，ir为所述内径向距离,

步骤S4：建立与所述车轴预定点的三个维度方向上的应力、应变值以及位移量相关的车轴弹性力学本构方程及车轴弹性力学几何方程，建立与所述车轮预定点的三个维度方向上的应力、应变值以及位移量相关的车轮弹性力学本构方程及车轮弹性力学几何方程；

车轮弹性力学本构方程为：

ε_or为所述车轮预定点的径向应变值，ε_oθ为所述车轮预定点的周向应变值，ε_oz为所述车轮预定点的车轴向应变值，μ为所述车轮轴的泊松比，

所述车轴弹性力学本构方程为：

ε_ir为所述车轴预定点的径向应变值，ε_iθ为所述车轴预定点的周向应变值，ε_iz为所述车轴预定点的车轴向应变值，E为所述车轮轴的弹性模量,

所述车轮弹性力学几何方程为：

u_o为所述车轮预定点的径向位移量，γ_orθ为所述车轮预定点的剪切应变值，v_o为所述车轮预定点在所述车轮的外径向距离的切向位移角，(or)dθ为所述车轮预定点在所述车轮的外径向距离的对应于dθ的周向位移量，

所述车轴弹性力学几何方程为：

u_i为所述车轴预定点的径向位移量，γ_irθ为所述车轴预定点的剪切应变值，v_i为所述车轴预定点在所述车轴的内径向距离的切向位移角，(ir)dθ为所述车轴预定点在所述车轴的内径向距离的对应于dθ的周向位移量,

步骤S5：基于所述车轮轴静态接触应力、所述车轮或车轴弹性力学微分方程、所述车轮或车轴弹性力学本构方程以及所述车轮或车轴弹性力学几何方程得到车轴径向位移量和车轮径向位移量，

车轮应力边界条件如下：

车轴应力边界条件如下：

步骤S6：根据所述初始过盈量、车轴径向位移量以及车轮径向位移量得到实时过盈量如下：

δ_t＝δ-(u_o+u_i)

δ_t为所述实时过盈量，δ为所述初始过盈量。