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圆柱齿轮齿根三维裂纹扩展分析及寿命预测
  • ISSN号:1000-582X
  • 期刊名称:重庆大学学报
  • 时间:2012.11.15
  • 页码:1-7
  • 分类:TH132.41[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175524); 重庆市自然科学基金资助项目(CSTC,2009BB3201)
  • 相关项目:高速重载齿轮系统非线性耦合噪声预估与动力优化
中文摘要:

基于线弹性断裂力学理论,建立含齿根初始裂纹的圆柱齿轮三维边界元模型,计算了裂纹前缘应力强度因子;对初始裂纹进行自动扩展分析,得到齿根裂纹的扩展轨迹及裂纹扩展寿命。在此基础上,研究了载荷大小、裂纹尺寸、裂纹位置及裂纹方向对裂纹扩展寿命的影响规律。结果表明,齿根裂纹以先慢后快的速率扩展,齿宽方向比齿厚方向易于扩展;随着载荷及初始裂纹尺寸的增大,裂纹扩展寿命逐渐减小,载荷对扩展寿命的影响很大,初始裂纹深度对扩展寿命的影响大于裂纹宽度;初始裂纹越靠近齿轮端面扩展寿命越长,初始裂纹方向为-30°左右时,裂纹扩展寿命最短。

英文摘要:

Based on the theory of linear elastic fracture mechanics,a three-dimensional boundary element model of cylindrical gear with crack in tooth root is established and the stress intensity factor of crack tip is calculated.Then,through the automatic propagation analysis of initial crack,the growth trajectory and the propagation life of the crack at tooth root are obtained.Based on the obtained result,the influence of load magnitude,crack size,crack location and crack orientation on the crack propagation life is discussed.The results indicate that the tooth root crack expands slowly at first and then faster and faster;the crack propagates more easily along the tooth width than along the tooth thickness;the crack propagation life decreases with the increase of load magnitude or crack size,the effects of load magnitude on propagation life is significantly and the propagation life is more sensitive to initial crack depth than width;the propagation life is longer when crack is closer to the gear end-face and is shortest when crack has an initial direction about-30 degrees.

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期刊信息
  • 《重庆大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:重庆大学
  • 主编:王时龙
  • 地址:重庆市沙坪坝正街174号
  • 邮编:400044
  • 邮箱:cdxhz@equ.edu.cn
  • 电话:023-65102302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-582X
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1044/N
  • 邮发代号:78-16
  • 获奖情况:
  • 中国高校精品科技期刊,重庆市一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26478