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塑性工程学报2025年第02期:粗糙齿面接触疲劳性能的晶体塑性有限元分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周炜;何鑫;肖罡;唐进元;

单位:湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室;江西铜业技术研究院有限公司;中南大学机电工程学院;

摘要:为探究表面粗糙度对齿轮接触疲劳强度作用的微观机制,基于晶体塑性理论建立了粗糙齿面接触疲劳分析的有限元模型,计算了不同粗糙度下齿轮的次表层应力场,采用统计学手段分析了粗糙度参数与次表层最大Mises应力的相关性,并从滑移系启动的角度对粗糙度作用机制进行了讨论。结果表明,对齿轮次表层最大Mises应力起主导作用的粗糙度参数为Sf、Rdq和Rp,其影响强度依次Sf>Rdq>Rp,它们共同决定了最大Mises应力的大小及其分散性;Sf、Rdq和Rp越大,齿轮次表层最大Mises应力越大,微观层面上滑移系启动数量越多,滑移程度越高,导致齿轮接触疲劳损伤越快,疲劳寿命越短。

关键词:齿轮;;粗糙度;;接触疲劳;;晶体塑性;;分散性

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52471055);; 江西省自然科学基金杰出青年基金资助项目(20224ACB218002);; 江西省高层次高技能领军人才培养工程资助项目;; 湖南省自然科学基金资助项目(2022JJ30019);; 广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室开放基金资助项目(2022GXYSOF24)