一种辐条车轮设计方法技术

本发明专利技术涉及一种辐条车轮设计方法，属于车轮技术领域，该方法包括如下步骤：建立腔体车轮模型；在腔体车轮模型上绘制初级辐条孔，初级辐条孔由中心圆弧、上端圆弧、下端圆弧、左侧圆弧和右侧圆弧构成；根据辐条数量对初级辐条孔进行圆周阵列排列，并对初级辐条孔进行拉伸切除操作，得到初级辐条车轮模型；利用有限元软件对初级辐条车轮模型进行车轮有限元结构应力分析，对初级辐条孔的形状参数进行优化；将优化辐条孔的上端圆弧、左侧圆弧和下端圆弧通过第一圆滑弧线连接，上端圆弧、右侧圆弧和下端圆弧通过第二圆滑弧线连接，得到完整辐条孔，进而得到设计辐条车轮。该方法能够适用于各种车轮设计参数的变化，能够实现车轮最优性能设计。能设计。能设计。

【技术实现步骤摘要】
一种辐条车轮设计方法


[0001]本专利技术属于车轮
，尤其涉及一种辐条车轮设计方法。

技术介绍

[0002]轮对是铁路车辆中的一个非常关键的零部件，它直接关系着列车运行的安全可靠性，并对运行品质与乘坐舒适性构成重要影响。轮轨间的振动与冲击是导致车辆与轨道疲劳失效、磨损的重要源头，轮轨振动与噪声对列车内部与周围环境的舒适性带来严重影响。降低车轮重量和改进车轮结构设计是解决这些问题的有效措施，等温淬火球墨铸铁辐条车轮不仅能够减轻车轮重量，而且能够降低车轮振动辐射噪声，并且由于等温淬火球墨铸铁材料具有的自润滑效果，能够显著地降低轮轨磨损。
[0003]辐条车轮的剖面为中空腔体结构，沿着轴向由内外两侧辐条包裹，辐条的形状设计是影响车轮重量、结构疲劳强度与铸造工艺及质量的关键因素。现有的辐条车轮的设计方法中，辐条孔设计是根据车轮应力分析结果与个人经验进行设计，首先凭个人经验对辐条形状进行初步设计，初步设计完成后进行结构强度分析，如果应力高于设计规定应力数值，重新修改设计参数并进行强度校核分析，直到应力数值低于设计要求，如果应力远低于设计规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐条车轮设计方法，其特征在于，包括如下步骤：建立腔体车轮模型：根据轮辋与轮毂尺寸建立内外封闭的腔体车轮模型；绘制初级辐条孔：在所述腔体车轮模型上绘制初级辐条孔，所述初级辐条孔由中心圆弧、位于所述中心圆弧上端的上端圆弧、位于所述中心圆弧下端的下端圆弧以及分别位于所述中心圆弧左右两侧的左侧圆弧和右侧圆弧构成；所述中心圆弧的圆心位于以所述腔体车轮模型的轮心为圆心、半径为R
p
的圆弧线上，R
p
＝(R
g
+R
w
)/2，其中，R
g
为轮毂外半径，R
w
为轮辋内半径；所述中心圆弧的半径R
c
的取值根据轮辋内半径R
w
、轮毂外半径R
g
以及预设辐条周向宽度确定；所述左侧圆弧和右侧圆弧的半径相同且圆心均位于所述中心圆弧的弧线上；获取初级辐条车轮模型：根据辐条数量在所述腔体车轮模型上对所述初级辐条孔进行圆周阵列排列，并对所述初级辐条孔进行拉伸切除操作，得到初级辐条车轮模型；优化初级辐条孔形状：利用有限元软件对所述初级辐条车轮模型进行车轮有限元结构应力分析，以车轮质量最小为目标，以第一主应力σ1小于给定应力σ
spc
为约束条件，对初级辐条孔的形状参数进行优化，得到优化辐条孔；所述形状参数包括所述上端圆弧的半径r
u
、所述下端圆弧的半径r
d
、所述左侧圆弧或右侧圆弧的半径r
l
、所述上端圆弧的圆心与所述中心圆弧的圆心之间的距离H
u
以及所述下端圆弧的圆心与所述中心圆弧的圆心之间的距离H
d
；获取完整辐条孔和设计辐条车轮：将所述优化辐条孔的上端圆弧、左侧圆弧和下端圆弧通过第一圆滑弧线连接，并将上端圆弧、右侧圆弧和下端圆弧通过第二圆滑弧线连接，所述第一圆滑弧线与所述上端圆弧、左侧圆弧和下端圆弧同时相切，所述第二圆滑弧线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴龙，刘保明，金潇，黄珊，
申请(专利权)人：国家高速列车青岛技术创新中心，
类型：发明
国别省市：