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作者：何国旗;彭凌杰;谢远昊;吴旭;张展展;黄梁;
单位：湖南工业大学机械工程学院;
摘要：为了探究激光冲击强化对螺旋锥齿轮接触应力峰值的影响，基于Abaqus建立了螺旋锥齿轮激光冲击强化以及啮合仿真模型，分析了激光功率密度与搭接率对齿面残余应力分布规律的影响以及降低齿面接触应力的机制。仿真结果表明，激光冲击强化可在齿面引入残余压应力层，由于冲击强化区域为曲面，导致激光能量沿平行齿面方向较分散、沿垂直齿面方向集中；同时，激光压力波在传播中沿垂直方向的能量传递路径较短，使能量损失比沿平行方向小，因此在垂直齿面方向(沿S22方向)的引入残余压应力高于平行齿面方向(沿S11方向);在激光峰值压力为4.0 GPa、搭接率为75%、两排光斑的工况下，在齿面强化中能有效控制残余应力空洞现象，获得最佳强化效果。经激光冲击强化处理后，啮合过程中齿面的接触应力与Mises等效应力峰值均降低了11%,因此激光冲击强化引入的残余压应力可有效抵消啮合过程中外部载荷产生的拉应力，从而显著降低齿面接触应力峰值。
关键词：激光冲击强化;;残余压应力;;螺旋锥齿轮啮合;;接触应力
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52475055);; 湖南省重点研发项目(2023GK2097);; 湖南省自然科学基金省市联合基金资助项目(2021JJ50033)
