一种城市轨道交通车辆车轮的“3S”型辐板结构的制作方法

本发明涉及城市轨道交通车辆领域，尤其涉及一种城市轨道交通车辆车轮的“3s”型辐板结构。

背景技术：

车轮是保证城市轨道交通车辆运行安全的重要部件之一，其工况比较复杂，由于车辆频繁的启动和制动，车轮的承载工况比较恶劣,不仅承受轮轨间各种静、动机械应力，而且还承受踏面制动时产生的热负荷，引起车轮产生较大的热应力。热应力和机械应力剧烈的共同作用往往造成车轮的疲劳损伤，对城市轨道交通车辆的安全稳定运行造成一定的隐患。通常对车轮的要求是：具有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行，在强度足够和保证一定使用寿命的前提下，使其质量最小，并具有一定的弹性，以减小轮轨之间的相互作用力。

车轮辐板的形状不仅影响着车轮结构的强度，甚至还影响了轨道车轮在复杂工况下安全运行的使用寿命。

现有的轨道车轮按照辐板类型主要分为直辐板式车轮和曲辐板式车轮两大类。直辐板式车轮就是指轮辋和轮毂通过直的辐板相连，如南京地铁1号线等u此类车轮便于采用轴盘制动，有效节约空间，但是其应力分布不合理；曲辐板式车轮是指轮辋和轮毂通过圆弧相连，又分为单s型辐板(2段弧)、双s型辐板(3段弧)两类，如北京地铁13号线等采用的是单s型辐板车轮、上海地铁4号线等采用是双s型辐板车轮，此类车轮应力情况较好，但是其径向变形较大，并且车轮s弯对其应力分布影响显著，同时质量又比较大，导致轮轨之间的相互作用力较大，运行中容易产生疲劳裂纹，影响车轮的使用寿命。

城市轨道车轮在运行过程中不仅仅受到结构场的作用，还受到不可忽视的温度场作用，同时考虑两者之间的相互作用，就是热力耦合问题。

轨道车辆在行进过程中，主要受到机械应力(表现为结构场)的影响，而轨道车辆在制动过程中，车辆在较短的时间内迅速静止，伴随着闸瓦与踏面之间的摩擦，闸瓦与踏面之间产生并聚集大量的热，这些热量顺着轮辋向辐板方向传递，不断传递到车轮的内部，使车轮产生大量的热(车轮的局部最高温度会达到180℃以上)，由于物体在受热或冷却时候不同部分之间的膨胀或收缩程度不一致，这些膨胀或收缩会导致热应力的产生，(表现为温度场)这时候就需要考虑热力耦合对车轮的影响。但是，目前的城市轨道交通车轮在设计及试验过程中，并没有采用热力耦合方法校验，导致车轮的实际受力与理论设计值存在差异。

研究表明，机械应力和热应力共同作用产生的热力耦合应力是导致车轮疲劳失效的主要原因。因此，分别建立直辐板车轮、单s辐板车轮和双s辐板车轮的有限元模型，通过对这三种辐板型式城市轨道车轮的热力耦合分析对比，得到了在热力耦合情况下，直辐板和单s辐板车轮均会产生较大的热力耦合应力，容易导致车轮的疲劳损伤，给车辆安全运行带来一定的隐患，双s辐板车轮的热力耦合应力是最小的，即在这三种辐板型式城市轨道车轮中，双s辐板车轮热力耦合下的抗疲劳性能最优。但是由于双s辐板车轮的质量又比较大，导致轮轨之间的相互作用力较大，运行中容易产生疲劳裂纹，影响车轮的使用寿命。因此，需要综合考虑以上情况，由传统的直辐板、单s辐板(2段弧)、双s辐板(3段弧)进化为4段弧的一种新“3s”型辐板车轮，在热力耦合作用下的抗疲劳性能提高的同时，使车轮的质量尽可能小。

专利201620658687.2公开了一种轨道车辆的s型辐板车轮，其内、外侧分别带有3段连续的相切圆弧，形成的是双s型辐板，整体上辐板区域呈现的是中心对称结构，从轮辋、轮毂到辐板的3段相切圆弧的设计尺寸，都是依据数学理论得来的，属于对双s辐板的尺寸优化，没有突破已有的辐板结构。此外，该辐板并没有考虑上述热力耦合的情况，也没有验证车轮是否满足合理的刚度和强度要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种城市轨道交通车辆车轮的“3s”型辐板结构，该“3s”型辐板车轮与同尺寸直辐板车轮相比，在几乎不增加质量的情况下，充分考虑热力耦合对车轮的影响，提高车轮的结构强度，有效地减小轨道车轮正常运行和制动时受到的疲劳损伤，提高车轮的抗疲劳性能，从而提高车轮的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种城市轨道交通车辆车轮的“3s”型辐板结构，所述车轮包括轮辋区、轮毂区和用于连接两者的辐板区，配置在城市轨道交通车辆底部的两排车轮相对的一侧为内侧，相背的一侧为外侧，其特征在于：

垂直于所述车轮轴向作一横截面，由轮辋区朝向轮毂区，所述辐板区在内、外侧分别带有四段连续弧，形成首尾相连、相邻“s弯”共用的“3s”型辐板；位于同侧的四段连续弧的半径相同，或者不相同，或者部分相同，这四段连续弧顺次朝向外侧凸出、朝向内侧凹陷、朝向外侧凸出和朝向内侧凹陷，凸出部分与凹陷部分形状相似，相邻两段连续弧之间通过圆角光滑过渡或者相切光滑过渡；

辐板区与轮辋区之间、辐板区与轮毂区之间分别通过圆角光滑过渡或者相切光滑过渡；

如果将辐板区位于车轮内、外侧的端部以线段相连，形成理论直辐板区，“3s”型辐板与理论直辐板对比，表面积增加小于等于5％，即“3s”型辐板车轮质量与理论直辐板车轮质量之间的比值≤1.05。

传统的直辐板、2段弧小s辐板和3段弧双s辐板，随着辐板上的s弯数量增加，车轮轮辐的散热面会增大，散热效果好，其热应力会随之减小，同时，辐板的弧度也会使车轮的机械应力减小，但是，s弯并非越多越好，随着s弯数量的增多，在有限的辐板区域内，过多的s弯会使每个s弯的弧度减小、趋于平直，并不利于加工；同时，某些s弯的外形也容易导致辐板区域的整体质量相对于同尺寸的直辐板质量有一个较大的增加量，反而会导致辐板区域的应力增大，本辐板的4段弧、“3s”型辐板结构设计，在辐板质量增量几乎可以忽略不计的前提下，应力性能优化可达10％以上，并且不仅考虑车辆正常运行，还考虑了车轮制动过程中产生的热，热力耦合条件下综合应力优化(见具体实施方式)。

进一步的，一种优选的“3s”型辐板结构是：所述辐板区为近似等厚度辐板，设辐板区的厚度系数为d，0.9d≤辐板区厚度≤1.1d；内、外侧的四段连续弧分别为内外一一对应的4组弧，其中三组弧一定同圆心，另一组弧为不等长平行弧。内外侧圆心分别为o1、o2、o3(o3’)、o4，即：设内侧的四段弧的半径分别为r1，r2，r3和r4，外侧的四段弧的半径分别为r1，r2，r3和r4，同组弧半径不等，o3o3’所在直线分别平分r3、r3的对应弧，且满足：r1＝r1-d；r2＝r2-d；r3≈r3-d+o3o3’；r4＝r4-d；r1的对应弧与轮辋区连接；r2的对应弧通过r1的对应弧与轮辋区连接；r1的对应弧和r3的对应弧之间通过与r2的对应弧同圆心的r2的对应弧过渡连接；r2的对应弧和r4的对应弧之间通过与r3的对应弧平行的r3的对应弧过渡连接；r3的对应弧通过与r4的对应弧同圆心的r4的对应弧过渡后与轮毂区连接；r4的对应弧与轮毂区连接。

为方便加工，同时尽可能的使辐板表面光滑，辐板区采用近似等厚度设计；辐板区与轮辋区之间、辐板区与轮毂区之间通过圆角光滑过渡或者相切光滑过渡，以尽量减小应力。

再进一步，辐板区内部的四组弧中，其中三组弧是同圆心且厚度相等，三组弧对应的辐板区域厚度值为d，这三组弧同侧相邻两段连续弧之间相切光滑过渡；另外一组弧为不等长平行弧，优先相切过渡，若不能相切则光滑过渡，此时，0.9d≤过渡区域的辐板厚度≤1.1d，进行光滑过渡，便于根据不同的车轮轮毂和轮缘尺寸进行设计加工，并使应力分散。

再进一步，另一种优选的“3s”型辐板结构是：所述内、外侧的四段连续弧分别为内外一一对应的4组等长平行弧，即同组弧半径相等。

进一步的，以上述“3s”型辐板结构为基础，垂直于所述车轮轴向作一横截面，所述理论直辐板区的截面为矩形abcd，其中a、b点靠近轮辋区，c、d点靠近轮毂区，a、c点位于外侧，b、d点位于内侧；垂直于平行线段ac、bd，作四等分线line1、line2和line3，将矩形abcd四等分；辐板区内外两侧的四段连续弧的三个连接点分别位于四等分线line1、line2和line3与线段ac、bd的交点上；垂直于平行线段ac、bd，在四等分线line1、line2和line3之间作矩形abcd的八等分线line4、line5、line6和line7，四组连续弧的圆心分别为o1和o1’，o2和o2’，o3和o3’，o4和o4’，并且分别位于八等分线line4、line5、line6和line7上，在长度上满足：圆心距o1o1’＝圆心距o2o2’＝圆心距o3o3’＝圆心距o4o4’＝线段ab＝线段cd。便于根据不同的车轮尺寸进行设计加工，应力计算。

再进一步，所述辐板区与轮辋区之间、辐板区与轮毂区之间分别通过圆角光滑过渡；相邻两段连续弧之间相切光滑过渡，设辐板区的厚度系数为d，0.9d≤辐板区厚度≤1.1d。便于根据不同的车轮尺寸进行设计加工，并使应力分散。

再进一步，所述车轮为r9t材料车轮，车轮踏面形状采用din5573-e标准。

再进一步，所述辐板区的厚度系数d为20≤d≤35mm,四段连续弧的半径为20≤r≤80mm。

本发明的有益效果在于：

本发明从已有的单s辐板和双s辐板车轮基础上分析研究，利用数学归纳的思想，设计出的一种“3s”型辐板创新车轮结构，与同尺寸直辐板车轮相比，在几乎不增加质量的情况下，充分考虑热力耦合对车轮的影响，利用四段圆弧的平滑过渡，增大辐板的散热面积，使应力分散在各个s弯处，可以在满足车轮机械强度足够的前提下，减小车轮的热力耦合应力，有效地减小轨道车轮正常运行和制动时受到的疲劳损伤，提高车轮的结构强度和抗疲劳性能，从而具有较高的车轮使用寿命，经过热力耦合作用下表现出的热力耦合应力小而质量轻的特性。

附图说明

图1是城市轨道车轮的有限元模型正视图；

图2是城市轨道车轮的有限元模型侧视图；

图3是城市轨道车轮在制动过程中的受力分析图；

图4是城市轨道车轮在各个工况下辐板的机械应力的散点图；

图5为实施例1的局部剖视图；

图6为图5中四段连续弧的放大示意图；

图7为实施例1在工况2下的机械应力云图；

图8为实施例1的车轮截面制动100s时刻温度云图；

图9是实施例1的车轮截面制动100s时刻热应力云图；

图10是实施例1制动17s时刻热力耦合作用下的应力云图；

图11是实施例1新车轮的goodman疲劳极限图；

图12是实施例1磨损到限车轮的goodman疲劳极限图；

图13为实施例2的局部剖视图；

图14是图13一种优选方案的局部放大示意图；

图15为实施例2在工况2下的机械应力云图；

图16为实施例2的车轮截面制动100s时刻温度云图；

图17是实施例2的车轮截面制动100s时刻热应力云图；

图18是实施例2制动17s时刻热力耦合作用下的应力云图；

图19是实施例2新车轮的goodman疲劳极限图；

图20是实施例2磨损到限车轮的goodman疲劳极限图；

图21是不同曲辐板型式轨道新车轮辐板的最大及最小热力耦合应力对比图；

图22是不同曲辐板型式城市轨道磨耗到限车轮辐板的最大热力耦合应力对比图。

图1～22中：1为轮辋区，2为辐板区，3为轮毂区，4为理论直辐板区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的城市轨道车轮，包括轮辋区1、轮毂区3和用于连接两者的辐板区2。车轮在城市轨道交通车辆底部排列为两排，两排车轮相对的一侧为内侧，相背的一侧为外侧。

垂直于所述车轮轴向作一横截面，由轮辋区1朝向轮毂区3，所述辐板区2在内、外侧分别带有四段连续弧，形成首尾相连、相邻“s弯”共用的“3s”型辐板；这四段连续弧顺次朝向外侧凸出、朝向内侧凹陷、朝向外侧凸出和朝向内侧凹陷，凸出部分与凹陷部分形状相似，相邻两段连续弧之间通过圆角光滑过渡或者相切光滑过渡；辐板区2与轮辋区1之间、辐板区2与轮毂区3之间分别通过圆角光滑过渡或者相切光滑过渡；如果将辐板区2位于车轮内、外侧的端部以线段相连，形成理论直辐板区4，“3s”型辐板与理论直辐板对比，表面积增加小于等于5％，即“3s”型辐板车轮质量与理论直辐板车轮质量之间的比值≤1.05。

实施例1

如图5、图6所示，辐板区2为近似等厚度辐板，设辐板区2的厚度系数为d，0.9d≤辐板区2厚度≤1.1d；内、外侧的四段连续弧分别为内外一一对应的4组弧，其中三组弧一定同圆心，另一组弧为不等长平行弧。内外侧圆心分别为o1、o2、o3(o3’)、o4，即：

设内侧的四段弧的半径分别为r1，r2，r3和r4，外侧的四段弧的半径分别为r1，r2，r3和r4，同组弧半径不等，o3o3’所在直线分别平分r3、r3的对应弧，且满足：r1＝r1-d；r2＝r2-d；r3≈r3-d+o3o3’；r4＝r4-d。

实施例1中，r1＝11.71mm，r2＝29.06mm，r3＝22.95，r4＝30.45mm；r1＝39.71mm，r2＝57.06mm，r3＝37.27mm，r4＝58.45mm。其中，d＝r1-r1＝r2-r2＝r4-r4≈r3-r3。

r1的对应弧与轮辋区1连接；r2的对应弧通过r1的对应弧与轮辋区1连接；r1的对应弧和r3的对应弧之间通过与r2的对应弧同圆心的r2的对应弧过渡连接；r2的对应弧和r4的对应弧之间通过与r3的对应弧平行的r3的对应弧过渡连接；r3的对应弧通过与r4的对应弧同圆心的r4的对应弧过渡后与轮毂区3连接；r4的对应弧与轮毂区3连接；相邻两段连续弧之间相切光滑过渡。

如图5所示，给定车轮直径d为840mm，车轮轮孔直径d5为190mm，轮辋区1宽度l3为135mm，轮毂区3的宽度l4为189mm；在内、外两侧，轮毂的端面均突出于轮辋区1的端面，轮毂区3内侧端面突出于轮辋区1内侧端面的距离l1为35mm，轮毂区3外侧端面突出于轮辋区1外侧端面的距离l2为19mm；轮辋区1外侧端面与辐板区2连接处的直径d1为703mm，轮辋区1内侧端面与辐板区2连接处的直径d2为710mm；轮毂区3外侧端面与辐板区2连接处的直径d3为284mm，轮毂区3内侧端面与辐板区2连接处的直径d4为272.5mm这些前提条件下，辐板区2的厚度系数d优选为28mm。

实施例2

如图13所示，内、外侧的四段连续弧分别为内外一一对应的4组等长平行弧，即同组弧半径相等。垂直于所述车轮轴向作一横截面，所述理论直辐板区4的截面为矩形abcd，其中a、b点靠近轮辋区1，c、d点靠近轮毂区3，a、c点位于外侧，b、d点位于内侧。

如图14所示，垂直于平行线段ac、bd，作四等分线line1、line2和line3，将矩形abcd四等分；辐板区2内外两侧的四段连续弧的三个连接点分别位于四等分线line1、line2和line3与线段ac、bd的交点上；垂直于平行线段ac、bd，在四等分线line1、line2和line3之间作矩形abcd的八等分线line4、line5、line6和line7，四组连续弧的圆心分别为o1和o1’，o2和o2’，o3和o3’，o4和o4’，并且分别位于八等分线line4、line5、line6和line7上，在长度上满足：圆心距o1o1’＝圆心距o2o2’＝圆心距o3o3’＝圆心距o4o4’＝线段ab＝线段cd。辐板区2与轮辋区1之间、辐板区2与轮毂区3之间分别通过圆角光滑过渡；相邻两段连续弧之间相切光滑过渡，设辐板区2的厚度系数为d，0.9d≤辐板区2厚度≤1.1d。

实施例2中，r1＝34.5mm，r2＝40.5mm，r3＝34.5mm，r4＝40.5mm；r1’＝34.5mm，r2’＝40.5mm，r3’＝34.5mm，r4’＝40.5mm。其中，r1＝r1’＝34.5mm＝r3＝r3’，r2＝r2’＝40.5mm＝r4＝r4’。

给定车轮直径d为840mm，车轮轮孔直径d5为190mm，轮辋区1宽度l3为135mm，轮毂区3的宽度l4为189mm；在内、外两侧，轮毂的端面均突出于轮辋区1的端面，轮毂区3内侧端面突出于轮辋区1内侧端面的距离l1为35mm，轮毂区3外侧端面突出于轮辋区1外侧端面的距离l2为19mm；轮辋区1外侧端面与辐板区2连接处的直径d1为703mm，轮辋区1内侧端面与辐板区2连接处的直径d2为710mm；轮毂区3外侧端面与辐板区2连接处的直径d3为284mm，轮毂区3内侧端面与辐板区2连接处的直径d4为272.5mm这些前提条件下，辐板区2的厚度系数d优选为27mm。

下面对上述两实施例利用热力耦合方法进行验证分析和古德曼(goodman)强度校核：

首先建立“3s”型辐板的城市轨道车轮有限元分析模型，材料为r9t，采用8节点的六面体solid185单元对车轮模型进行离散，共含有84294个节点和17514个单元，得到的新城市轨道车轮有限元模型如图1、图2所示。

依据欧洲标准铁路应用-轮对及转向架-动力轴-设计方法(en13104：2001)，轨道车轮在制动过程中的受力情况如图3所示，以轮轨接触点为原点o，车辆运行方向为x轴，平行于钢轨横截面方向为y轴，垂直于地面方向为z轴。车轮在正常运行状况下受到走行方向作用力fx、垂直于走行方向的轴向力fy和轮轨之间的垂向力fz。考虑到制动状态，还受到的闸瓦对车轮的压力f1和闸瓦与车轮的摩擦力f2作用。车辆在过曲线的时候，由于转向架两侧重量分配不一致，使得一侧的轮轨间垂向力fz大于另一侧，故垂向力fz的大小有两种。只考虑有闸瓦力作用的情况，并且考虑到力fx、fy和f2的方向分别有两种情况，由此可以得到16种载荷工况。

现对工况1到工况16进行机械应力分析，以直径为φ840mm的轨道车轮为研究有对象，在有限元软件中分别施加上述载荷，分析结果如图4所示。由图4可知：在这16种工况中，第1、2、9和10工况下的车轮辐板上的结构应力较大，其余工况车轮结构应力较小。同时综合考虑到不同工况下的热应力影响，工况2代表的物理意义是列车在过弯过程中进行制动，其热应力和机械应力的耦合应力是所有工况中最大的。因此，下面的应力分析中，将工况2作为重点工况进行研究，图7、图15为上述两实施例在工况2下的机械应力云图。

在车轮的热分析中，选取可用于瞬态分析的三维实体热单元solid70，根据轨道车轮所处的工作条件，选取环境空气温度为24℃，车轮自身表面温度为40℃。对新型车轮施加载荷和边界条件，计算时间为300s(包括制动开始到制动结束的17s以及制动结束后冷却的283s)，图8、图16为100s时刻上述两实施例的车轮截面温度云图(制动过程中，闸瓦给踏面闸瓦力制动，然后热从踏面沿着辐板往里传热，100s时刻能够将热传递的温度变化表达的较为清楚)。由于物体在受热或冷却时候不同部分之间的膨胀或收缩程度不一致，这些膨胀或收缩会导致热应力的产生，制动引起了轨道车轮的温度分布不均，所以导致了轨道车轮热应力的产生。

基于温度分析结果，对产生的热应力进行仿真分析。设置结构分析中的材料属性，再把热分析中得到的温度场各节点温度载荷作为体载荷施加到车轮上，并且，为了保持耦合前后的完整性，在热应力分析时建立与温度场一致的载荷步。随着制动时间的增加，热应力最大值逐渐由车轮踏面传递到车轮辐板处，车轮辐板出现了最大热应力，图9、图17为100s时刻上述两实施例的车轮截面热应力云图。

城市轨道车轮在运行过程中不仅仅受到结构场的作用，还受到不可忽视的温度场作用，同时考虑两者之间的相互作用，就是热力耦合问题。这里采用间接耦合法对新车轮进行热力耦合分析，先进行热分析，然后再将求得的节点温度作为体载荷施加到模型上，再进行机械应力分析，从而获得热力耦合作用下轨道车轮的应力，如图10、图18所示上述两实施例的热力耦合作用下的应力云图。

此外，在数值上，实施例1的新车轮辐板处耦合应力的最大值134.01mpa(见图10)大于机械应力最大值124.67mpa(见图7)以及热应力最大值61.24mpa(见图9)；实施例2的新车轮辐板处耦合应力的最大值133.36mpa(见图18)大于机械应力最大值126.84mpa(见图15)以及热应力最大值60.05mpa(见图15)；因此，在车轮强度的疲劳分析时，不能仅仅单独考虑车轮的机械应力或热应力，必须要考虑二者的耦合作用，把热力耦合应力作为车轮疲劳强度的评价指标。

重复上述的实施方式分别建立和分析其它辐板城市轨道新车轮和磨耗到限车轮有限元模型。对比四种辐板型式城市轨道新车轮在各个工况下的耦合应力大小，提取每种辐板城市轨道车轮的最大和最小耦合应力值，如图21所示。研究表明，直辐板城市轨道车轮的抗热损性能较差，热力耦合应力较大，故这里只考虑对比曲辐板城市轨道车轮。显而易见，单s辐板的最大和最小热力耦合应力都较大，分别达到了159.54mpa和117mpa。而双s辐板车轮和两种3s辐板车轮的最大和最小热力耦合应力较小，实施例1车轮的最大和最小热力耦合应力分别只有134.01mpa和104.65mpa，实施例2车轮的最大和最小热力耦合应力分别只有133.36mpa和103.42mpa。因此，后两种辐板类型车轮在热力耦合条件下的抗疲劳能力较强。

而从车轮的质量方面考虑，新型城市轨道车轮的质量约为292kg，相对低于306kg的双s辐板车轮，轮轨之间作用力较小，抗疲劳性能较好，提高了轨道车轮的使用寿命。对比不同曲辐板型式城市轨道磨耗到限车轮辐板的最大热力耦合应力，如图22所示，可以看出两种“3s”辐板车轮在磨耗到限阶段的热力耦合应力也是最小的，也具有较好的抗疲劳性。这是因为随着“s弯”数量的增加，车轮辐板上的“s弯”越小，辐板的表面越圆滑，应力较为分散，不易形成较大的集中应力。

最后，对该“3s”辐板车轮的静强度和疲劳强度进行校核，车轮的材料为r9t，此材料的许用应力[σ]为352mpa。分别计算出两种“3s”辐板新车轮和磨耗到限“3s”辐板车轮关键位置处的等效应力、平均应力和应力幅值，其中，实施例1“3s”辐板车轮的最大等效应力为134mpa，而磨耗到限“3s”辐板车轮的最大等效应力为162.1mpa，实施例2“3s”辐板车轮的最大等效应力为133.3mpa，而磨耗到限“3s”辐板车轮的最大等效应力为160.6mpa，两种实施例新车轮和磨耗到限车轮的最大应力均小于材料的许用应力[σ]，说明“3s”辐板车轮的新车轮和磨耗到限车轮均满足静强度要求。图11、图12、图19和图20分别为“3s”辐板车轮的goodman疲劳极限图，可以看出所有点均落在疲劳极限图界定的范围内，说明“3s”辐板车轮的新车轮和磨耗到限车轮均满足疲劳强度要求。

本车轮辐板结构基于对已有的单s和双s车轮辐板的研究，利用数学归纳的思想，创新设计出“3s”型辐板，并且对形成“3s”弯的四段连续弧进行优化选择，对辐板结构利用热力耦合方法进行验证分析和古德曼(goodman)强度校核，表现出的热力耦合应力小而质量轻的特性，并且满足静强度和疲劳强度要求，提高了车轮的使用寿命。

上述对实施方式的描述是用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施方式做出各种修改。因此，本发明不限于这里的实施方式，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。