<p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">由于車輪是汽車的安全件，行業(yè)對(duì)車輪的性能要求和試驗(yàn)方法制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，它是評(píng)判車輪質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要依據(jù)，也是生產(chǎn)廠家技術(shù)實(shí)力的具體體現(xiàn)。</span></p> <h1><span style="font-size:22px;">什么是車輪的安全性，用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)講就是車輪在汽車行駛過(guò)程中是否會(huì)失效。在正常情況下車輪的失效模式是在承受一定數(shù)量的、有規(guī)律的交變載荷后疲勞失效，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定了車輪的性能要求和試驗(yàn)方法。疲勞失效又分彎曲疲勞和徑向疲勞，彎曲疲勞主要針對(duì)輪輻的可靠性，徑向疲勞主要針對(duì)輪輻和輪輞之間的焊接及輪輞的可靠性。車輪作為汽車的安全件還有許多安全指標(biāo)，如:螺母座強(qiáng)度、輪緣抗沖擊強(qiáng)度等，本篇主要是根據(jù)本人幾十年的工作經(jīng)驗(yàn)分享提高車輪疲勞強(qiáng)度的途徑和方法，供同行參考，并能得到啟發(fā)</span></h1><p class="ql-block"><br></p> <h1><span style="font-size:22px;">在開篇之前先介紹一下鋼制車輪的分類和結(jié)構(gòu)。從用途分有:乘用車車輪、商用車車輪、工程機(jī)械車車輪、農(nóng)用車車輪、沙灘車車輪、特種車車輪等各種用途車輛的車輪，從結(jié)構(gòu)分有滾型車輪、型鋼車輪等。</span></h1><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">鋼制車輪一般由輪輞和輪輻2個(gè)零件焊接而成，現(xiàn)在也有合二為一的整體構(gòu)件車輪。還有少數(shù)車輪是由多個(gè)零件用螺栓緊固連接而成。</span></p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">影響鋼制車輪疲勞壽命的因素有很多，提高鋼制車輪疲勞壽命的途徑也很多，根據(jù)二八法原則我們把最主要的因素列出來(lái)，其它因素忽略，主要因素有: 一、材料；二、結(jié)構(gòu)(設(shè)計(jì)）；三、工藝。材料是提高鋼輪強(qiáng)度的途徑，結(jié)構(gòu)是提高鋼輪剛性的途徑，工藝是提高鋼輪性能的途徑，通過(guò)這三種途徑能不同程度的提高車輪的疲勞壽命。當(dāng)然不同的使用條件也是影響鋼輪疲勞壽命的重要因素，但我們?cè)谶@里僅限于討論設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">先討論提高車輪的彎曲疲勞強(qiáng)度(主要針對(duì)輪輻）:?從有限元分析我們知道汽車在行駛過(guò)程中輪輻的應(yīng)力集中部位主要分布在三個(gè)區(qū)域，一是螺母座的周邊，二是輪輻的凸緣處，三是風(fēng)孔的兩側(cè)面。從大量的性能試驗(yàn)及市場(chǎng)返回的三包件統(tǒng)計(jì)分析，輪輻疲勞失效的裂紋源基本上是由這三處首先出現(xiàn)然后擴(kuò)展。按上述提到的提高輪輻疲勞壽命的三種途徑: 一是材料，目前市場(chǎng)已有600MP甚至800MP的高強(qiáng)度輪輻雙向?qū)Ｓ娩摚S著高強(qiáng)度材料的廣泛使用，車輪的疲勞壽命有了極大的提高，重量有了明顯下降；二是鋼輪的結(jié)構(gòu)，這里的結(jié)構(gòu)主要是指車輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在工程力學(xué)上在同等材料的情況下好的結(jié)構(gòu)是提高零件剛性的有效手段，那么如何通過(guò)車輪的結(jié)構(gòu)來(lái)提高剛性呢？要從輪輻應(yīng)力集中的三個(gè)部位著手，即:1、螺母座及周邊的結(jié)構(gòu)，采用加強(qiáng)筋、錐體、錐面等增加結(jié)構(gòu)剛性的設(shè)計(jì)思路；2、輪輻的凸緣處采用多轉(zhuǎn)角小圓弧的典型增強(qiáng)剛性結(jié)構(gòu)；3、風(fēng)孔型狀應(yīng)選擇避免應(yīng)力集中的風(fēng)孔造型，同時(shí)在滿足冷卻降溫的條件下盡量降低輪輻風(fēng)孔部位圓周截面的內(nèi)部應(yīng)力；三是工藝，工藝是指在車輪制造過(guò)程中采用最優(yōu)的工藝方案及高精度的生產(chǎn)模具，使輪輻應(yīng)力集中的部位盡量減少材料的拉薄，尤其是螺母座及凸緣部位的材料不能有明顯拉薄，并確保這2個(gè)部位的內(nèi)部殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力，根據(jù)疲勞失效理論，零件內(nèi)部殘余應(yīng)力的性質(zhì)(壓應(yīng)力或拉應(yīng)力）對(duì)疲勞壽命影響很大。同時(shí)要保證成型設(shè)備噸位與成型力相匹配，保證零件各部位形狀沖壓到位。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">提高車輪的徑向疲勞強(qiáng)度(主要針對(duì)輪輞與輪輻的焊接部位及輪輞強(qiáng)度):汽車能在路面上行駛?cè)寇囕嗇S將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力以旋轉(zhuǎn)扭矩的方式傳遞給輪輻→_→輪輞→_→輪胎，輪胎附著地面最終給汽車一個(gè)前進(jìn)的動(dòng)力使汽車向前運(yùn)行，在這個(gè)過(guò)程中輪輻就是通過(guò)焊縫將扭力傳給輪輞。在實(shí)際過(guò)程中焊縫受到復(fù)雜的切向力成為應(yīng)力集中部位，提高徑向疲勞壽命的途徑:一是材料，高強(qiáng)度材料的采用提高了輪輞的抗變形能力，但要兼顧材料的焊接性能，即材料的碳當(dāng)量要滿足材料的焊接要求；二是結(jié)構(gòu)，這里的結(jié)構(gòu)主要指:1.根據(jù)扭力確定合理的焊縫總長(zhǎng)；2.確定合成時(shí)輪輻與輪輞的有效接觸面積；3.確定輪輻與輪輞之間的過(guò)盈量，不要產(chǎn)生過(guò)多的額外內(nèi)應(yīng)力；4.確定輪輞與輪輻焊接時(shí)的合理熔深；三是工藝，工藝的關(guān)鍵是選擇適宜的焊接參數(shù)及過(guò)程控制，即能滿足熔深要求又能控制熱影響區(qū)，使材料晶?；揪鶆蛞恢?，根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)和售后三包件統(tǒng)計(jì)，徑向疲勞的失效模式主要是焊縫及熱影響區(qū)出現(xiàn)微裂紋漏氣，所以所有的措施都是圍繞減少焊縫處的應(yīng)力集中和減少焊接帶來(lái)的焊接缺陷展開的。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">在實(shí)際中車輪的失效模式多種多樣非常復(fù)雜，我們?yōu)榱吮阌诜治?，把?wèn)題進(jìn)行了歸類簡(jiǎn)化，找出主要矛盾進(jìn)行模型構(gòu)建，實(shí)踐與理論結(jié)合，試驗(yàn)與實(shí)踐結(jié)合，找出解決問(wèn)題的途徑和方法，再回到試驗(yàn)與實(shí)踐中檢驗(yàn)，反復(fù)循環(huán)不斷提升迭代，取得了一定效果，在此與同行一同分享，希望給同行能帶來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)啟發(fā)。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">歡迎各位同行前來(lái)杭州富陽(yáng)參加行業(yè)年會(huì)，希望大家在富陽(yáng)度過(guò)一段美好時(shí)光</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">參會(huì)人員合影</span></p>