跨座式单轨列车车轮是单轨列车中较为重要的部件,在行驶过程中,单轨列车与轨道之间所有的力均是通过车轮传递的,因此车轮对单轨列车行驶的安全性、舒适性和稳定性都有着很大的影响。由于单轨列车车轮工作环境十分复杂,且长期受到各种载荷的作用,所以车轮的疲劳耐久性容易失效。而车轮的疲劳破坏是单轨列车车轮的最主要失效形式,因此对单轨列车车轮进行疲劳寿命分析具有十分重要的意义。跨座式单轨列车车轮主要由走行轮、导向轮和稳定轮组成,导向轮和稳定轮主要起导向和稳定作用,走行轮承受着较大的扰动应力,在车轮行驶过程中,疲劳破坏基本发生在走行轮。本文以某企业生产的跨座式单轨列车走行轮和导向轮为研究对象,根据GB/T 5909-2009《商用车辆车轮性能要求和试验方法》和GB/T5334-2005《乘用车车轮性能要求和试验方法》的要求,建立走行轮和导向轮的弯曲疲劳试验和径向疲劳试验的有限元模型。其中在弯曲疲劳静力学分析中,考虑了螺栓预紧力对静力学结果的影响;在径向疲劳静力学分析中,考虑了轮胎充气压力对静力学结果的影响。然后分别结合走行轮和导向轮的弯曲、径向静力学分析结果,选择名义应力法对走行轮和导向轮进行弯曲、径向疲劳寿命分析。得到走行轮最小弯曲疲劳寿命值91.8万次,满足国家标准规定的30万次,且走行轮的弯曲疲劳寿命危险寿命区域发生在轮辋体的螺栓孔附近。走行轮最小径向疲劳寿命值73.3万次,满足国家标准规定的50万次,且走行轮的径向疲劳寿命最小寿命发生在轮辋体的胎圈座处。强化系数为1.6时,导向轮的疲劳寿命值18.8万次,满足国家标准规定的3万次;强化系数为1.33时,导向轮的疲劳寿命值80.9万次,满足国家标准规定的15万次,且导向轮的弯曲疲劳寿命危险寿命区域发生在轮辋体的螺栓孔附近。导向轮最小径向疲劳寿命值75.4万次,满足国家标准规定的50万次。且导向轮径向疲劳寿命最小寿命发生在轮辋体的胎圈座附近。最后对跨座式单轨列车走行轮和导向轮进行弯曲、径向疲劳试验,通过试验,有效的验证了有限元分析方法的可行性。试验结果表明:走行轮和导向轮的弯曲疲劳寿命危险寿命区域均发生在轮辋体的螺栓孔附近,与仿真结果相一致;走行轮和导向轮的径向疲劳寿命最小寿命均发生在轮辋体的胎圈座处,与仿真结果相一致。运用有限元分析方法对走行轮和导向轮进行弯曲、径向疲劳寿命分析,可以为企业提供设计依据,从而使企业减少车轮的研发周期,提高车轮的生产效率。