覃海艺，马 宁

（上海交通大学塑性成形技术与装备研究院，上海200030）

1 引言

车轮作为汽车一个重要安全部件，在使用之前需通过多种安全性能测试试验，其中，弯曲疲劳试验是用于检测车轮安全性能的主要测试标准之一[1-2]。随着有限元技术与计算机计算能力的发展，人们开始用有限元分析技术替代试验，大大缩短和节约产品设计周期和成本。就车轮弯曲疲劳试验而言，已有多位学者采用有限元技术来模拟实际产品试验过程[3-5]，但纵观这些论文的研究方法和过程，发现人们对有限元分析过程的关键步骤介绍甚少，甚至有些学者对影响计算精度的重要环节认识不足，对影响分析结果的重要参数把控不严，分析得到的结果准确性值得再考证。

将以某幅板式钢制薄壁车轮为研究对象，详细描述用有限元分析方法来模拟车轮弯曲疲劳寿命的方法与步骤，着重讲述影响计算精度的因素和注意事项，为此类车轮的弯曲疲劳试验提供一套完整可靠的有限元分析方法指南。

2 车轮弯曲疲劳试验方法

参照GB/T 5909-2014 商用车辆车轮性能要求和试验方法，车轮弯曲疲劳试验方法，如图1 所示。

将轮辋内侧圆面固定于试验台上，在轮辐安装点用螺栓连接一根长度固定的刚性力臂，在力臂自由端施加一个外力F，力的大小依法规要求而定，力与力臂的轴线垂直并绕轴线转动，力每旋转一周，记车轮疲劳寿命1 次，直至车轮发生破坏，力所转动的圈数，即为车轮的疲劳寿命次数。……