[发明专利]车轮钢圈疲劳分析方法

摘要

本发明旨在提供一种车轮钢圈疲劳分析方法，包括以下步骤：A、预设边界约束条件、材料参数与工况条件，用有限元法建立被测车轮钢圈模型；B、对模型施加6个方向的载荷，建立应力云图，确定各方向载荷下应力集中点作为危险点，在6个方向中确定危险载荷方向；C、测量各云图确定的危险点和经验已知的危险点的Mises应力、X、Y以及Z方向应力，确定最大方向应力为危险点的应力方向；D、结合预设的材料参数及步骤C得到的应力数据计算各个测试区域的疲劳寿命N，计算出的疲劳寿命中的最小值即为被测钢圈的最小疲劳寿命。该方法克服现有技术车轮钢圈设计开发周期长，成本高的缺陷，具有计算精确、运算效率高的特点。

主权项

1.一种车轮钢圈疲劳分析方法，其特征在于包括以下步骤：A、预设边界约束条件、材料参数与工况条件，用有限元法建立被测车轮钢圈模型；B、对模型施加6个方向的载荷，各方向彼此之间成60度角，建立应力云图，确定各方向载荷下应力集中点作为危险点，将6个方向中的载荷条件下的最大应力值最高的方向作为危险载荷方向；C、测量各云图确定的危险点和经验已知的危险点的Mises应力、X方向应力、Y方向应力以及Z方向应力，确定最大方向应力为危险点的应力方向；D、结合预设的材料参数及步骤C得到的应力数据计算各个测试区域的的疲劳寿命N，计算出的疲劳寿命中的最小值即为被测钢圈的最小疲劳寿命；所述的步骤D中，疲劳寿命N的计算式如下： N = Eσ max Δ ϵ 2 · σ f ′ 3 · ϵ f ′ 3 b ′ + c 2 ; - - - ( 1 ) ; ]]>其中，Δε为局部应变幅值，σf'为疲劳强度系数，εf'为疲劳延性系数，E为弹性模量，c为疲劳延性指数，σmax为最大应力值；b’为结合了零件的表面加工与尺寸影响后的修正疲劳强度指数，其值为： b ′ = lg ( σ - 1 ϵ β ) - lg ( σ f ′ - σ m ) lgσ - 1 - lg ( σ f ′ - σ m ) b ]]>其中，σ-1为对称弯曲疲劳极限，ε为尺寸系数，β为表面系数，σm为平均应力，b为疲劳强度指数；所述经验已知的危险点包括：钢圈螺栓孔处、钢圈与轮辋焊缝处和轮辐与法兰轴连接大孔处；其中σf'＝658.8，εf'＝0.2747，E＝198.753，b＝-0.0709，c＝-0.4907，σ-1＝210，ε＝0.73，β＝1。