拖拉机车轮侧向负载有限元分析

高 晖， 郑月男， 耿佃才

（潍柴雷沃重工股份有限公司，山东 潍坊 261206）

0 引言

车轮是介于轮胎和车轴之间所承受负荷的旋转组件，是车辆的重要部件，承受车辆的重力、制动力、驱动力、车辆转向时产生的侧向力及这些力产生的力矩，并且还要承受路面不平产生的冲击力，对车辆的行驶安全性、稳定性有重要的作用，所以车轮的疲劳寿命对于车辆是相当重要的[1]。拖拉机作业工况相对较为复杂，近年来也出现轮辋和轮辐破坏断裂的现象，因此车轮满足足够的强度至关重要[2]。

近年来，针对拖拉机及使用环境的复杂性，已经对其做了很多研究：在不平地面行驶过程中的振动影响；路面不平度对车轮附着能力影响；田间软路面路谱的力学模型建立；刚性驱动轮在低内聚力可变形的地面研究[3-5]。以上这些研究从理论方面对车轮复杂工况积累了一定的经验，对轮辋和辐板疲劳分析提供一些思考。

本研究结合试验方法且利用有限元分析技术模拟车轮侧向负载工况下的受力情况，对各部分应力分布水平和特点进行全部、准确的指导，可大大降低车轮的开发成本，缩短开发周期，为车轮设计提供一种方法和思路。

1 车轮侧向试验加载方法

1.1 车轮侧向负载弯矩计算

试验台架安装一个使车轮承受旋转弯矩的装置，并按照试验要求对其固定，试验台架如图1 所示。

图1 车轮侧向负载试验台Fig. 1 Wheel lateral load test bench

将被试车轮安装在连接法兰盘上，使轮辐的凹面朝向加载侧。……