题目：汽车车轮双轴疲劳虚拟试验方法研究

疲劳寿命问题是汽车车轮研制过程中最关心的问题。对于钢制车轮，目前世界各国主要采用以下两种方法评价车轮的疲劳安全性：车轮的径向疲劳试验、车轮的弯曲疲劳试验。实际上车轮在行驶过程中受到的力很复杂，包括径向力和侧向力，因此众多技术人员、汽车企业提出将这两个力合并在一起进行试验，以反映车轮在行驶中的实际受力情况，即进行双轴疲劳试验。同时，国外OEM市场要求我国出口的车轮必须通过双轴疲劳试验。若试验失败，不但需要支付更多的试验费用，更重要的是影响车轮研制定型的时间，造成较大的经济损失。因此，在车轮设计阶段，期望能够对车轮双轴疲劳特性进行虚拟试验，以便提前掌握疲劳寿命，这有助于提高车轮一次性通过双轴试验的成功率、降低试验费用和时间；并可为车轮的轻量化设计提供准确的依据。

本文详细介绍了车轮双轴疲劳试验机的形成及发展过程，并针对一种卡车车轮双轴疲劳试验机，将结构多体动力学分析、结构应力分析、结构疲劳损伤分析相结合，综合应用结构有限元分析软件Abaqus以及结构疲劳损伤分析软件fe-safe，提出了一套完整的车轮双轴疲劳试验仿真方案。该方案对车轮双轴疲劳试验机和车轮组成进行完整建模，并考虑了车轮侧倾角的作用，应用Python语言对车轮损伤结果进行叠加，从而对车轮经多级载荷加载后的状况进行评估。

本文研究结果表明，车轮在单一载荷作用下的应力结果跟侧倾角有很大关系，而应力结果对损伤分析影响很大，因此仿真过程中必须考虑该侧倾角的影响；通过分析确定该车轮进行双轴疲劳试验时的危险区域在轮辐通风孔内侧和轮辋内表面靠车轮内侧深槽与胎圈座间的与圆角部分；车轮双轴疲劳试验比车轮弯曲疲劳试验和车轮径向疲劳试验更为严格，通过弯曲疲劳试验以及径向疲劳试验的车轮，可能无法通过双轴疲劳试验。