弯曲工况下车轮强度、疲劳分析方法对比
车轮主要由轮辋和轮辐组成。

轮辋是支撑轮胎的基座，轮辐是作为车轮和车轮轮毂的连接件，主要起传递载荷（垂直力、侧向力和切向力转矩）的作用[1]。

轮辋与轮辐焊接后与轮胎组成一个整体，共同承受汽车的重力、制动力、驱动力、汽车转向时产生的侧向力及所产生的力矩，还要承受路面不平产生的
冲击力。

车轮工作条件严酷，其质量直接影响汽车行驶过程的安全性，因此，
应有一定的强度、刚度和工作耐久性能。

在汽车车轮的实际使用过程中，80% 以上的车轮破坏是由疲劳破坏引起的，而在衡量疲劳性能的径向疲劳试验中，
又以弯曲疲劳失效率最高。

国外建立了JWL、DOT 和ISO 等相关车轮弯曲疲
劳试验标准，这些标准都是模拟车轮在弯矩作用下的受载情况。

我国《GB/T 5334-2005 乘用车车轮性能要求和试验方法》对于乘用车车轮的试验方法进行了规定。

该试验是使车轮在一个固定不变的弯矩下旋转，或是车轮静止不动承
受一旋转弯矩，以车轮不能继续承受载荷（如结构失稳）和出现侵入车轮断面
的可见疲劳裂纹为失效标准。

本文利用5 种建模方式对车轮进行离散，对弯曲工况车轮的强度与疲劳分析结果进行对比，寻找简单且结果准确的建模方式。

1 模型描述本文利用HyperMesh 软件分别采用以下五种方式进行建模。

1.1 模型1（壳单元离散，不考虑接触与预紧力）轮辋、轮辐与焊缝均使用壳单元模拟，总装件的螺栓连接与加载轴均用KINCOUP 刚性单元模拟，加载圆盘使用
B31 模拟，如图1 所示。

1.2 模型2 （体单元离散，不考虑接触与预紧力）轮辋、轮辐、焊缝使用实体单元模拟，总装件的螺栓连接与加载轴均用KINCOUP 刚性单元模拟，加载圆盘使用B31 模拟，如图1 所示。

图1 未考虑预紧力的车轮有限元模型
1.3 模型3（壳单元离散，考虑预紧力，接触对模拟接触）轮辋、轮辐与焊缝。