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轮毂轴承是汽车关键零部件之一,其疲劳强度对车辆行驶的可靠性和安全性具有重要意义。目前,国内轮毂轴承疲劳寿命台架试验费用高、时间长,并以恒力加载为主,工况形式不一,得到的寿命离散度很大,是影响国内轮毂轴承台架试验准确度与效率的主要问题之一。本文针对这些问题,以型号DAC407404040轮毂轴承为研究对象,采用计算机仿真技术,对轮毂轴承进行了多工况疲劳寿命预测,并分析了不同工况对轮毂轴承疲劳寿命的影响,为研究不同台架试验中轮毂轴承的失效提供了一定的理论依据,并在一定程度上提高了效率、降低了成本。本文研究工作包括:1.建立了轮毂轴承接触力学模型,对轮毂轴承进行了多工况(径向加载、轴向加载和径轴向同时加载)受力数值模拟。针对轮毂轴承中的接触问题进行了重点研究,采用非线性有限元法来解决轮毂轴承的接触问题,并考虑了摩擦和滑动因素。确定了较接近实际的边界条件和较合理的接触计算参数,得到了轮毂轴承最大接触应力位置及应力应变分布规律。结果表明,轮毂轴承的最大应力发生在内套圈上,且径向力产生的接触应力面积要大于轴向力产生的接触应力面积;在当量载荷相等的前提下,径向加载的Mises应力水平最高为3392MPa,径轴向同时加载应力水平次之为2431MPa,轴向加载应力水平最低为1960MPa;并且轮毂轴承的应力应变具有明显的局部性,变化梯度大,存在明显的应力集中,易形成轮毂轴承的疲劳源,削弱轮毂轴承的疲劳强度。2.建立了轮毂轴承多工况承载下的疲劳寿命预测模型,并以轮毂轴承有限元受力分析得到的应力应变响应为条件,采用名义应力法和线性疲劳累积损伤理论,对轮毂轴承进行了多工况寿命预测。仿真结果直观地显示了轮毂轴承疲劳强度薄弱处与破坏程度,表明在当量载荷相等的前提下,疲劳寿命与载荷形式有关,轴向加载疲劳寿命分别为径轴向同时加载的3倍,径向加载的17倍,且应力水平、寿命与载荷三者呈现非线性关系。3.进行了轮毂轴承疲劳寿命台架试验,以验证仿真的合理性和准确性。在轴向加载的情况下,仿真结果和试验寿命平均误差为18.76%,在允许的误差范围内,并且两者都表明内套圈更易发生破坏,疲劳破坏位置为内套圈滚道与滚动体接触处。