[發明專利]一種鋼圈輪輻與輪輞間殘余預緊力獲取方法

在審

• 申請號: 202010086726.7
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111310374A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 朱林;王鵬;邱建春;吳多利;郭廣明;邊義祥;孫進
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種鋼圈輪輻與輪輞間殘余預緊力獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.輪輻與輪輞間接觸區域最易破壞位置的確定：

首先，將鋼圈的有限元分析模型導入到有限元分析軟件中，對鋼圈的有限元分析模型劃分好網格，然后對鋼圈的有限元分析模型實際工況載荷及約束條件的應力情況進行分析，提取輪輻與輪輞間接觸區域中最易發生破壞的位置；

S2.輪輻毛坯變形殘余應力的測量：

對未裝配前沖壓制造完畢的鋼圈輪輻進行殘余應力測試，通過殘余應力測量儀對S1中確定的輪輻最易發生破壞位置的殘余應力進行測量，以確定輪輻毛胚沖壓變形后的殘余應力分布及最大殘余應力值σ_rmax；

S3.輪輻與輪輞間緊裝配過程的應力確定：

在有限元分析軟件中導入輪輻的模型，采用自定義方式劃分網格，施加變形約束使得輪輻接合裝配的直徑與輪輞的內徑尺寸相同，從而模擬實際加工過程中通過敲擊使得輪輻與輪輞間完成緊裝配的過程；根據S1中確定的最易破壞位置，提取輪輻與輪輞間緊裝配過程的應力分布及最大緊裝配應力值J_max；

S4.裝配后輪輻變形殘余應力的測量：

對裝配完畢后的鋼圈輪輻進行殘余應力測試，沿鋼圈的內徑方向對S1中確定的輪輻與輪輞間接觸區域中最易發生破壞位置的殘余應力進行測量，以確定裝配完成后輪輻變形的殘余應力分布及最大殘余應力值Z_max；

S5.緊裝配過程應力耗散系數的求解：

將S3中求解的輪輻與輪輞間最大裝配應力J_max與S4中求解的裝配后輪輻變形的最大殘余應力值Z_max代入下式對緊裝配過程的應力耗散系數H進行求解

其中，J_max為輪輻與輪輞間最大緊裝配應力值；Z_max為裝配后輪輻變形的最大殘余應力值；α為X射線的晶向適配系數；β為鋼圈有限元分析過程的應力誤差區間，取值區間為0.015-0.15；

S6.鋼圈輪輻與輪輞間殘余預緊力的計算：

將S2中求解的輪輻毛坯沖壓變形后的最大殘余應力值σ_rmax與S3中求解的輪輻與輪輞間最大裝配應力J_max與S4中求解的裝配后輪輻變形的最大殘余應力值Z_max及S5中求解的緊裝配過程的應力耗散系數H代入下式，對鋼圈輪輻與輪輞間的最大殘余預緊力C_rmax進行求解；

C_rmax＝73.7％(H·σ_rmax)+19.2％J_max-2.1％Z_max

其中，C_rmax為鋼圈輪輻與輪輞間的最大殘余預緊力；H為緊裝配過程的應力耗散系數；σ_rmax為輪輻毛胚沖壓變形后的最大殘余應力值；J_max為輪輻與輪輞間最大裝配應力；Z_max為裝配后輪輻變形的最大殘余應力值。

2.根據權利要求1所述的獲取方法，其特征在于：所述殘余應力測量儀為X射線殘余應力測量儀。

3.根據權利要求2所述的獲取方法，其特征在于：S5中，α的取值為0.75。

4.根據權利要求3所述的獲取方法，其特征在于：S5中，β的取值為0.05。

5.根據權利要求1所述的獲取方法，其特征在于：所述有限元分析軟件為ANSYS有限元分析軟件。