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考虑残余应力的螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法研究
文献摘要：
考虑渗碳、磨齿、喷丸等工艺产生的齿面残余应力,建立齿面接触应力与残余应力的复合应力场,提出一种螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法.构建齿轮有限元接触分析模型,计算多轴交变接触应力场.考虑空间螺旋曲面残余应力分布的复杂性,将变曲率齿面离散为网状节点;测量各节点表面与次表面的残余应力,建立齿面残余应力场.基于Dang Van多轴疲劳准则,构建齿面裂纹萌生模型;计及残余应力与裂纹闭合效应,构建齿面裂纹扩展模型.计算复合应力场下齿轮接触疲劳寿命,研究残余应力对齿面裂纹萌生-扩展寿命的影响规律.结果发现:复杂齿面空间变曲率会影响喷丸等工艺产生的残余应力分布,中心区域的残余压应力高出齿面边缘区域约20％;复合应力场下齿面裂纹萌生位置与寿命主要取决于接触应力,残余应力会改变齿面节点平均应力进而影响疲劳寿命;齿面裂纹扩展寿命约占全寿命的10％,表征齿轮接触疲劳快速失效至迅速断裂.上述研究对于高性能齿轮传动的长寿命、高可靠性设计具有一定的参考价值.
文献关键词：
螺旋锥齿轮;复合应力场;裂纹萌生;裂纹扩展;接触疲劳寿命
中图分类号：
作者姓名：
周长江;王豪野;靳广虎;艾永生
作者机构：
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 长沙 410082;南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室 南京 210016;中国航发湖南动力机械研究所 株洲 412002
文献出处：
引用格式：
[1]周长江;王豪野;靳广虎;艾永生-.考虑残余应力的螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法研究)[J].机械工程学报,2022(23):28-38
A类：
复合应力场,Dang
B类：
螺旋锥齿轮,齿轮接触疲劳,接触疲劳裂纹,疲劳裂纹萌生,寿命计算,渗碳,磨齿,喷丸,齿面接触应力,轮有,有限元接触分析,交变,螺旋曲面,残余应力分布,变曲率,残余应力场,Van,多轴疲劳,裂纹闭合效应,裂纹扩展模型,场下,接触疲劳寿命,中心区,残余压应力,边缘区域,平均应力,裂纹扩展寿命,全寿命,齿轮传动,长寿命,高可靠性,可靠性设计
AB值：
0.199969
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