齿根裂纹对应力强度因子影响的研究.pdf

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1、第7期机械设计与制造2014年7月MachineryDesign&Manufacture19齿根裂纹对应力强度因子影响的研究张文兴，江旭，王建国，杨斌2,3(1．内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010；2．北京科技大学，北京100083；3．国家材料服役安全科学中心，北京100083)摘要：采用FRANC3D软件分析了三维齿轮I型、Ⅱ型和Ⅲ型裂纹应力强度因子的分布规律，并考虑载荷、裂纹形状、裂纹大小、裂纹位置和划分网格粗细对应力强度因子的影响。结果表明：I型裂纹对应力强度因子影响最大；载荷、裂纹大小、不同裂纹位置和划分网格的粗细对应力强度因子的影响曲线呈两端大中间小的对称分布

2、规律；对于裂纹形状，当椭圆长轴小于或等于短轴时，曲线呈两端大中间小对称分布规律，当椭圆长轴大于短轴时，曲线呈现两端小中间大的对称分布规律。对度量、控制裂纹体的断裂情况和寿命估算有一定的理论基础。关键词：齿轮模型；三维应力强度因子；FRANC3D；分布规律；齿根裂纹中图分类号：TH16；TH113．1文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0019—04ResearchofthelnfluenceofToothRootCrackontheStresslntensityFactorAfectingZHANGWen—xing，JIANGXu，WANGJian—guo，YAN

3、GBin，(1JnnerMongoliaUniversityofTechnologySchoolofMechanicalEngineering，InnerMongoliaBaotou014010，China；2．BeijingUniversityofTechnology，Beijing100083，China；3．NationalMaterialsServiceSafetyofSciences，Beijing100083，China)Abstract：FRANC3DSo~wo3"eisusedtoanalyzethedistributionrulesofthree--dimensiona

4、lgearI．IIandmcrackstressintensityfactors，consideringtheinfluenceofloading，crackshape，cracksize，cracklocationandmeshingthicknesstothestressintensityfactors．Theresultsshowedthat：Icrackgivesthegreatestimpactonthestressintensityfactors；loading，cracksize，cracklocationandthethicknessofmeshpresentthedis

5、tributionrulesofbigmiddlesmallatbothendstothestressintensityfactor；forthecrackshape，whenellipseminoraxisislessthanorequaltominoraxis，thecurveisbiginthemiddleandsmalZatends，andwhenthemajoraxisisgreaterthantheminoraxis，thecurveshowssmalZatbothendsandbiginthemiddle．ItprovidessoHi,etheoreticalbasisfo

6、rmeasuring，controllingthecrackedboanditslifeestimation．KeyWords：GearMode；DimensionalStressIntensityFactor；FRANC3D；Distribution；ToothRootCrack小嘲。对于由脆性材料制造的中心裂纹圆盘试件，随着槽宽或小孔1引言半径增加，应力强度因子值增加日。文献l针对平板椭圆形裂纹，改变在工业生产中，轮齿折断是齿轮传动中一种十分危险的失椭圆裂纹长短轴和载荷大／J、得出强度因子的关系曲线。文献噼采效形式，小的方面使机器不能正常运行；大的方面导致死亡事故。用ANSYS软件进

7、行计算，分析了厚壁筒外径、裂纹数目和裂纹深因此，对于研究轮齿断裂变得非常重要。断裂力学应用力学成就度对径向多裂纹尖端应力强度因子的影响。文献f7l采用ABAQUS研究含缺陷材料和结构的破坏问题。在断裂力学分析中，应力强软件分析了在变温作用下，裂纹的尺寸、面层与基层层间的摩擦度因子表征材料断裂的重要参量，同时是表征外力作用下弹性物体裂纹尖端附近应力场强度的一个参量，也是构件剩余寿命估算系数对应力强度因子影响。文献分析了夹杂对裂纹的影响