[发明专利]一种机械弹性车轮径向疲劳寿命评价及预测方法

权利要求书

1.一种机械弹性车轮径向疲劳寿命评价及预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、建立机械弹性车轮的有限元模型；

对机械弹性车轮进行三维建模，获取三维几何模型；对所述三维几何模型进行网格划分，建立有限元模型；

步骤S2、对所述机械弹性车轮的有限元模型进行转鼓试验，模拟加载仿真；

对所述机械弹性车轮有限元模型进行分析计算，进行转鼓试验径向疲劳耐久性仿真；获取机械弹性车轮在转鼓模拟试验中转动一圈的应力云图，即所述机械弹性车轮有限元模型的单元应力结果；所述转鼓试验耐久性工况仿真的加载条件与所述车轮实际进行耐久性试验时的加载条件相同。

步骤S3、对所述转鼓试验模拟加载仿真结果进行疲劳耐久性仿真，获取机械弹性车轮各节点单元在转鼓试验中不发生破坏时的最大循环次数；

根据机械弹性车轮在转鼓试验中获取的应力云图进行疲劳计算，获取机械弹性车轮寿命云图，即得到机械弹性车轮的各节点单元在转鼓试验中不发生破坏时的最大循环次数，所述最大循环次数在寿命云图中以循环次数的对数值显示；

步骤S4、根据步骤S3所述最大循环次数，计算机械弹性车轮的里程寿命；

根据如下公式计算机械弹性车轮的里程寿命：

S＝2πrn_m

其中，S为轮式车辆非充气车轮总寿命，r为轮式车辆非充气车轮半径，n_m为轮式车辆非充气车轮转动圈数，即步骤S3中获取的最大循环次数。

2.根据权利要求1所述的一种机械弹性车轮径向疲劳寿命评价及预测方法，其特征在于，所述步骤S2中转鼓试验采用圆周均布加载法；具体地，

按车轮行驶时的转动速度旋转外载荷的作用区域，车轮每旋转一周，均匀划分为若干个载荷步，其中每个载荷步车轮旋转角度相同，且每个载荷步设置一定的质量力，以此模拟在转鼓试验中车轮旋转一周的动态变化及应力情况。

3.根据权利要求1所述的一种机械弹性车轮径向疲劳寿命评价及预测方法，其特征在于，所述步骤S3中疲劳耐久性仿真采用Brown-Miller法则，具体表达式如下：

Morrow平均应力修正后：

其中△γ为剪应变；△ε_n为剪应变面的法向应变；σ′_f为等效主应力；ε′_f为等效主应变；σ_m为平均主应力；N_f为疲劳循环次数；b、c均为材料特性常数。