[发明专利]轮毂轴承建模与法兰盘弯曲疲劳强度校核方法

权利要求书

1.一种轮毂轴承建模与法兰盘弯曲疲劳强度校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用三维绘图软件构建轮毂轴承及其载荷传递路径的三维模型并形成装配体，与所述载荷传递路径相关的关联部件包括外法兰、内法兰、小内圈、钢球，外法兰和内法兰均包括有法兰盘；

(2)利用有限元前处理软件对构建的三维数模进行网格划分，得到网格模型，并定义所述关联部件的材料属性；

(3)将所述网格模型导入到有限元分析软件中，并按照关联部件之间的实际接触关系定义接触副，建立有限元模型；

(4)对所述钢球采用非线性弹簧建模，在内法兰滚道、外法兰左侧滚道、外法兰右侧滚道、小内圈的滚道中心分别建立参考点，并将其耦合到滚道表面，然后采用非线性弹簧分别将内法兰滚道和外法兰左侧滚道的滚道中心的参考点进行连接、将外法兰右侧滚道和小内圈的滚道中心的参考点进行连接；

(5)对所述内法兰与小内圈采用摩擦副进行设置，并设置摩擦系数，对内法兰的螺栓孔进行全约束，在距轮胎中心Rs位置处建立参考点，将距轮胎中心Rs位置处的参考点耦合到外法兰端面，并在距轮胎中心Rs位置处的参考点施加径向的载荷F，该载荷F是恒定力，但绕着轴承旋转，在法兰盘的薄弱位置上标记多个关键点；

(6)利用有限元分析软件对所述有限元模型进行求解，在载荷旋转一个循环后，得到多个所述关键点的应力随时间变化历程，确定各关键点的平均应力，确定各关键点的应力幅；

(7)在轮毂轴承材料S-N曲线基础上，基于目标寿命，生成等寿命曲线；

(8)分别以所述关键点的平均应力作为横坐标，应力幅作为纵坐标，根据关键点的坐标是否落在等寿命曲线、横坐标轴和纵坐标轴之间形成的闭环曲线的内部以判断轮毂轴承的法兰盘的疲劳寿命是否满足目标寿命要求。

2.根据权利要求1所述的轮毂轴承建模与法兰盘弯曲疲劳强度校核方法，其特征在于：所述步骤(6)中的“确定各关键点的平均应力，确定各关键点的应力幅”具体包括：提取各关键点的最大主应力δ_max和最小主应力δ_min，按照以下公式计算各关键点的平均应力：

按照以下公式计算各关键点的应力幅：

3.根据权利要求1所述的轮毂轴承建模与法兰盘弯曲疲劳强度校核方法，其特征在于：所述内法兰与小内圈的摩擦系数设置为0.2。

4.根据权利要求1所述的轮毂轴承建模与法兰盘弯曲疲劳强度校核方法，其特征在于：所述步骤(5)中的“该参考点施加载荷F，该载荷F是恒定力，但绕着轴承旋转”具体包括：在有限元分析软件中采用静力学分析模块进行模拟，将载荷F分解为分力Fx和Fy，其中Fx＝Fcosθ，Fy＝Fsinθ，采用周期循环幅值曲线定义角度变化，分别定义两个周期循环幅值曲线，一个用于代表正弦函数sinθ，另一个用于代表余弦函数cosθ。