目前产品可靠性、安全性、市场反映敏捷性、资源能源指标、环境指标等成为企业重要的竞争指标,而我国工程机械轮辋与国外同类产品甚至国内其他行业产品都有很大差距。针对国内工程机械轮辋产品安全性、可靠性、市场反映敏捷性和系统理论支持少的现状,本文主要针对轮辋体受载情况及强度情况进行了分析研究,对轮辋体设计的CAD系统进行了研究,并在此基础上对轮辋进行了结构优化,对轮辋体的疲劳分析和寿命预估进行了分析研究,并在合作单位山东工程机械钢圈厂进行了推广应用。首先对装载机的不同工况进行分析,建立了不同工况下的轮辋受载力学模型,研究了轮辋体受载的具体理论依据;并对不同工况下轮辋体的载荷分布情况进行了计算分析,确定了不同工况下的负荷情况及重点校核对象。在此基础上分析了轮辋体受载情况和边界条件,计算轮辋体的具体载荷并确定了轮辋体的边界条件;通过ABAQUS对轮辋体的工作情况进行分析,得出了各种工况下的应力和位移云图,找出了轮辋体结构的薄弱点和强度储备过强的部分,并通过实验对仿真结果进行了验证。建立了轮辋的三维模型,并通过分析轮辋各部分的具体尺寸关系,开发出轮辋设计的计算机辅助系统。基于Solid Edge平台利用VB开发的轮辋设计的计算机辅助系统依据厂方要求开发,具有很强实用性,此系统可以对已有类型零件进行三维参数化设计,并且具有很强的扩展性,能添加新的其它类型零件的设计系统。此系统经厂家使用反馈,可以大大减轻设计人员的负担,缩短新产品开发时间,提高生产效率,效果良好。在前面研究基础上,利用建模准确性、轮辋计算机辅助系统建模的快捷性和有限元仿真有效性,对轮辋体进行了结构优化,并对厂家的产品进行了仿真分析。对轮辋体在轮辋厚度和轮辐的位置两方面进行了不同尺寸规格的有限元仿真,并通过分析找出了尺寸的最合理位置,对轮辋体结构进行了优化,使轮辋体的材料储备强度得到了有效利用;对山东省工程机械轮辋厂的许多产品进行了应力应变及位移的分析,成功计算出轮辋在工作过程的安全系数,为轮辋的强度计算提供了理论依据。结合传统疲劳失效分析方法和Miner疲劳损伤线性积累理论,提出了一种分析轮辋体疲劳强度和寿命预估的新方法。并利用此方法计算出轮辋体的条件疲劳极限,并最终基于Miner疲劳损伤线性积累理论对轮辋体在不同工况下进行了疲劳强度的检验和寿命预估。本课题为山东大学可持续制造中心与山东工程机械钢圈厂合作的校企合作项目。