张 晨 赵又群 郑 鑫 杜宜燕

南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016

0 引言

车轮和轮胎是汽车行驶系统中的重要组成部件，是汽车与地面接触的唯一媒介，起到支撑载荷，向地面传递制动力、驱动力和转向力，缓冲减振以及保证转向稳定性等作用。此外，轮胎还需满足安全性、耐久性、经济性和舒适性等要求，其中安全性尤为重要。轮胎要承受来自不平路面的激励，可能遭遇穿孔、爆胎等情况，安全车轮技术应运而生。

米其林公司开发了集成轮胎和轮毂的组合体“Tweel”[1-2]；Resilient Technologies公司开发了蜂窝结构的非充气安全车轮[3]；韩泰公司研制了非充气轮胎iFlex[4]；南京航空航天大学赵又群等[5-6]研发了一种采用悬毂结构的全新非充气安全轮胎，即机械弹性车轮。

车辆的行驶相当于对车轮施加循环载荷，这会引起车轮材料发生渐进和局部结构损坏[7-8]。TOPAÇ等[9]利用有限元分析法研究了商用车钢轮在动态径向疲劳试验中的通风孔上产生疲劳失效的起因，并确定了预期疲劳失效的应力集中区域。WAN等[10]提出了一种精确度较高的评估商用车车轮疲劳寿命的方法，并利用双轴车轮试验和疲劳寿命估算进行了仿真分析。ZHAO 等[11]提出利用对轻合金车轮试件的数值模拟研究来估算平面应力条件下转弯疲劳试验中客车车轮的疲劳寿命。郝琪等[12]以有限元分析的应力值为基本参数，分别采用名义应力法、局部应力应变法和Fe-safe软件预测了车轮的疲劳寿命。

将循环载荷加载至车轮中心进行寿命预测是现阶段研究机械弹性车轮耐久性的主要方法[13]。……