CONSTRUCTION AND RESEARCH OF RADIAL CONTACT PRESSURE DISTRIBUTION MODEL FOR HEAVY-DUTY ENGINEERING WHEELS

YE Haozhe; WU Chaohua; QUAN Yongzhi; SHI Xiaoliang; LUO Wei

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.014

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CONSTRUCTION AND RESEARCH OF RADIAL CONTACT PRESSURE DISTRIBUTION MODEL FOR HEAVY-DUTY ENGINEERING WHEELS

·Design·Calculation· | 更新时间：2025-07-10

- CONSTRUCTION AND RESEARCH OF RADIAL CONTACT PRESSURE DISTRIBUTION MODEL FOR HEAVY-DUTY ENGINEERING WHEELS
- Journal of Mechanical Strength Vol. 47, Issue 7, Pages: 108-116(2025)
- 作者机构：
  
  1.武汉理工大学机电工程学院，武汉 430070
  2.柳州瑞东机械制造有限公司，柳州 545027
- 作者简介：
  
  WU Chaohua, E-mail: wuchaohua@whut.edu.cn
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52375201);Wuhan University of Technology Industry-University-Research Science and Technology Cooperation Project(20231h0544)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.014
  CLC： U463;TH114
- Received：12 December 2023，
  
  Revised：18 January 2024，
  
  Published：15 July 2025
- 稿件说明：
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叶昊哲，吴超华，全勇智，等. 重型工程车轮径向接触压力分布模型的构建与研究［J］. 机械强度，2025，47（7）：108-116.

YE Haozhe，WU Chaohua，QUAN Yongzhi，et al. Construction and research of radial contact pressure distribution model for heavy-duty engineering wheels［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（7）：108-116.
叶昊哲，吴超华，全勇智，等. 重型工程车轮径向接触压力分布模型的构建与研究［J］. 机械强度，2025，47（7）：108-116. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.014.

YE Haozhe，WU Chaohua，QUAN Yongzhi，et al. Construction and research of radial contact pressure distribution model for heavy-duty engineering wheels［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（7）：108-116. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.014.

摘要

针对重型工程车轮在径向载荷工况下有限元分析（Finite Element Analysis

FEA）的不准确问题，基于车轮-轮胎接触压力测试结果，构建了一种新的仿真分析模型。首先，测试车轮仅在充气压力工况下的应力数据，并以4阶高斯函数拟合充气压力加载模型；然后，测试车轮在充气压力和径向载荷共同作用下的应力数据，消去充气压力的影响，并以4阶傅里叶函数和4阶正弦和函数分别拟合径向载荷周向加载模型和轴向加载模型；最后，通过Ansys软件仿真验证加载模型。结果显示，与实测数据相比，关键校核点的计算误差仅为1.943%。此外，应力分布也显示出高度的一致性，证明了径向接触压力分布模型的准确性和可靠性较高。

Abstract

Aiming at the inaccuracy of the finite element analysis (FEA) of heavy-duty engineering wheels under the radial loading condition

a new simulation analysis model based on the results of wheel-tire contact pressure test was established. Firstly

a stress data corresponding to the wheel under inflation pressure condition alone undergo testing

and a loading model for inflation pressure was formulated using a Gaussian function of 4th order. Secondly

a stress data collected while the wheel experiences combined inflation pressure and radial load were analyzed. The influence of inflation pressure was isolated

allowing for the development of a circumferential loading model and an axial loading model for the radial load

using a Fourier function of 4th order and a sinusoidal function of 4th order

respectively. Finally

the validation of the loading model was conducted through Ansys simulation. The outcomes demonstrate the calculation error of mere-approximately 1.943% in relation to the measured data for the key calibration points. Additionally

the observed stress distribution manifests a remarkable degree of consistency. This substantiates the accuracy and reliability inherent in the proposed radial contact pressure distribution model.

关键词

Keywords

references

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