车轮首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衔接件，首要起传递载荷（笔直力、侧向力和切向力转矩）的效果[1]。轮辋与轮辐焊接后与轮胎组成一个全体，一起接受轿车的重力、制动力、驱动力、轿车转向时发生的侧向力及所发生的力矩，还要接受路面不平发生的冲击力。车轮作业条件严格，其质量直接影响轿车行进进程的安全性，因而，应有必定的强度、刚度和作业耐久功能。
在轿车车轮的实践运用进程中，80%以上的车轮损坏是由疲惫损坏引起的，而在衡量疲惫功能的径向疲惫实验中，又以曲折疲惫失功率最高。国外建立了JWL、DOT和ISO等相关车轮曲折疲惫实验规范，这些规范都是模仿车轮在弯矩效果下的受载状况。我国《GB/T 5334-2005乘用车车轮功能要求和实验办法》关于乘用车车轮的实验办法进行了规则。该实验是使车轮在一个固定不变的弯矩下旋转，或是车轮静止不动接受一旋转弯矩，以车轮不能持续接受载荷（如结构失稳）和呈现侵入车轮断面的可见疲惫裂纹为失效规范。
本文运用5种建模方法对车轮进行离散，对曲折工况车轮的强度与疲惫剖析成果进行比照，寻觅简略且成果精确的建模方法。
1 模型描绘
本文运用HyperMesh软件别离选用以下五种方法进行建模 。
1.1模型1（壳单元离散，不考虑触摸与预紧力）
轮辋、轮辐与焊缝均运用壳单元模仿，总装件的螺栓衔接与加载轴均用KINCOUP刚性单元模仿，加载圆盘运用B31模仿，如图1所示。
1.2模型2 （体单元离散，不考虑触摸与预紧力）
轮辋、轮辐、焊缝运用实体单元模仿，总装件的螺栓衔接与加载轴均用KINCOUP刚性单元模仿，加载圆盘运用B31模仿，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，触摸对模仿触摸）
轮辋、轮辐与焊缝均运用壳单元模仿，总装件的螺栓衔接与加载轴均用KINCOUP刚性单元模仿，加载圆盘运用实体单元模仿，加载圆盘运用KINCOUP单元与B31单元衔接到车轮上， 运用触摸对模仿加载圆盘与轮辐装置平面的触摸，如图2所示。
1.4模型4（壳单元离散，考虑预紧力，GAPUNI模仿触摸）
轮辋、轮辐与焊缝均运用壳单元模仿，总装件的螺栓衔接与加载轴均用KINCOUP刚性单元模仿，加载圆盘运用实体单元模仿，加载圆盘用KINCOUP单元与B31单元衔接到车轮上。运用DCOUP3D-GAPUNI模仿加载圆盘与轮辐装置平面的触摸，如图2所示。
1.5模型5（体单元离散，考虑预紧力，GAPUNI模仿触摸）
轮辋、轮辐、焊缝、衔接件运用实体单元模仿，总装件的螺栓衔接与加载轴均用KINCOUP刚性单元模仿，加载圆盘用KINCOUP单元与B31单元衔接到车轮上。 运用DCOUP3D-GAPUNI模仿加载圆盘与轮辐装置平面的触摸，如图2所示。
图2 考虑预紧力的车轮有限元模型
1.6资料参数
轮辐、轮辋的资料参数如下表1所示
表1 车轮资料参数表
2 边界条件
2.1模型1、2曲折工况强度剖析边界条件
依据车轮曲折疲惫实验的作业原理 [2],由于车轮内轮辋边际部分被实验台夹具压紧固定，不能旋转和移动，所以对内轮辋边际施加全束缚，即六个自在苏悉数被束缚。车轮接受的弯矩是经过加载轴施加的，在加载轴的自在端施加沿y、z方向施加随时刻改变的两个力，该力的巨细等于车轮实验弯矩除以加载轴的长度
。其间，M为实验弯矩载荷，L为加载轴长度，t为加载时刻。
图3 模型1、2曲折工况剖析边界条件
2.2模型3、4、5曲折工况强度剖析边界条件
束缚车轮内侧边际6个方向的自在度[2]，在衔接件与轮辐之间的5个螺栓上施加预紧力Fp=T/kd，其间T为螺栓的拧紧扭矩，k为轿车常用拧紧扭矩系数，d为螺栓的螺纹直径。在加载轴的自在端沿y、z方向施加随时刻改变的两个载荷
图4 模型3、4、5曲折工况剖析边界条件
2.3曲折工况疲惫剖析边界条件
模仿车轮反转曲折疲惫实验，核算车轮反转曲折疲惫寿数，螺栓装置孔邻近应力会集比较严重，最大Von Mises应力超越资料屈从强度。车轮实践装置状态下装置孔邻近一般不具强度危险，故不对此处静强度及疲惫寿数做要点调查。
