车轮作为汽车行驶系统重要部件,其强度和可靠性对整车安全性有着至关重要的影响。作为车辆与地面接触的唯一桥梁,车轮在汽车行驶过程中受力是极其复杂的,针对车轮的疲劳耐久性研究仍面临巨大挑战。本文将多轴疲劳理论应用到车轮疲劳分析中,旨在完善多轴疲劳寿命预测方法,提高多轴随机载荷作用下车轮疲劳寿命预测精度。本文以某重型商用车前车轮为研究对象,提出了一种基于道路试验载荷谱与有限元仿真分析相结合的动态应力应变载荷谱获取方法。试验场采集车轮六分力载荷谱,在完成载荷预处理之后,基于伪损伤保留法进行加速编辑,获取用于可靠性分析的输入载荷,并通过不同载荷谱质量评价指标评估了输入载荷的有效性。基于ANSYS软件平台建立考虑螺栓预紧力的车轮有限元模型,对其进行预应力模态分析,结合各阶模态结果,基于准静态法采用多变量拟合的方式实现车轮任意位置动态应力应变响应快速获取,并使用完全法瞬态动力学分析验证了该方法的准确性。基于获得的应力应变载荷谱,核算了车轮在试验场不同路段的单轴疲劳寿命。提出了一种新的多轴随机载荷疲劳寿命预测方法。该方法基于WB多轴疲劳寿命预测模型,引入伪损伤的概念快速有效的确定临界平面;通过多轴雨流计数提取临界平面上循环信息,结合线性累积损伤理论,预测结构在多轴随机载荷下的疲劳寿命。采用文献中不同材料的多轴随机疲劳试验数据对所提方法进行分析验证,结果表明:疲劳寿命预测结果与试验结果基本吻合,均分布在试验结果的两倍误差带内。对车轮在不同路段的应力状态进行二轴性分析,发现强化路段呈多轴非比例状态,高环路段呈多轴比例状态。针对不同路段,采用不同的多轴疲劳寿命预测方法进行疲劳寿命分析,寿命预测结果符合实际情况。最后,基于损伤等效原则,给出多轴试验载荷谱编制预想。