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作者：李昌;冯磊;韩兴;唐萍;孔帅;王聪;
单位：辽宁科技大学机械工程与自动化学院;浙江省特种设备科学研究院;中国科学院沈阳自动化研究所;
摘要：【目的】为了真实地模拟出实际工况下轮齿啮合状态，揭示齿轮在实际工况下的啮合传动机制，基于多相流模型与动网格方法建立齿轮啮合过程流场模型。【方法】对流场模型进行计算求解，并将计算结果作为钛合金齿轮的热-固耦合分析的油液压力、齿面温度、对流换热系数等的初始计算参量；利用纳米压痕技术，引入齿轮内部晶粒各向异性分布信息；基于Voronoi方法及Python二次开发软件建立齿轮流-热-固多场微晶模型，计算了齿轮传动过程中的流场、温度场、应力场，并对比分析了传统均质有限元模型与微晶非均质有限元模型在齿面最大接触应力、温度峰值上的差异。【结果】结果表明，采用微晶模型计算得出的齿轮啮合热应力整体偏小，相较于采用传统有限元模型，应力分布状态更加分散。因建模中充分考虑了晶粒不均匀性对齿轮啮合过程中温度和应力的影响，微晶模型能够更加真实地反映出实际工况下轮齿的啮合状态。
关键词：TC18钛合金;;航空齿轮传动;;流-热-固多场数值模拟;;纳米压痕技术;;Voronoi法多晶体重构
基金资助：辽宁科技大学研究生教育改革与科技创新创业项目(2023YJSCX02);; 浙江省基础公益研究计划项目(LGF22E060003)
