[發明專利]變幅載荷下齒輪接觸疲勞壽命可靠性評估方法及裝置有效
| 申請號： | 202110704007.1 | 申請日： | 2021-06-24 |
| 公開（公告）號： | CN113591268B | 公開（公告）日： | 2023-06-23 |
| 發明（設計）人： | 鄧海龍;于歡;劉其晨;郭揚;康賀銘;李永平;李明凱 | 申請（專利權）人： | 內蒙古工業大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G16C60/00;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/04;G06F119/14 |
| 代理公司： | 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250 | 代理人： | 田高潔 |
| 地址： | 010000 內蒙古自治*** | 國省代碼： | 內蒙古;15 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 載荷 齒輪 接觸 疲勞 壽命 可靠性 評估 方法 裝置 | ||
1.變幅載荷下齒輪接觸疲勞壽命可靠性評估方法，其特征在于：包括：
S101、基于經驗公式計算齒輪最大接觸應力；
S102、基于數值計算理論及等效邊界條件，建立二維嚙合齒輪靜態模型和二維嚙合齒輪動態模型，分別獲得對應的齒輪最大接觸應力；
S103、基于所述二維嚙合齒輪靜態模型和二維嚙合齒輪動態模型所得的最大接觸應力分別與經驗公式所得的最大接觸應力進行比較，確定最佳數值計算模型；
S104、基于非線性損傷函數構建變幅載荷下齒輪接觸疲勞裂紋萌生壽命評估模型；
S105、基于Paris公式、裂紋擴展角度、齒輪材料硬度及裂紋尖端應力強度因子，構建變幅載荷下齒輪接觸疲勞裂紋擴展壽命評估模型；
S106、根據變幅載荷下齒輪萌生+擴展失效模式構建齒輪接觸疲勞全壽命評估模型；
S107、基于載荷及強度關系，結合所述變幅載荷下齒輪接觸疲勞裂紋萌生壽命評估模型、齒輪接觸疲勞裂紋擴展壽命評估模型和齒輪接觸疲勞全壽命評估模型，分別建立以萌生為主的齒輪接觸疲勞壽命狀態方程、以擴展為主的齒輪接觸疲勞壽命狀態方程以及齒輪接觸疲勞全壽命狀態方程；
S108、通過一次二階矩法對可靠性指數進行求解，對比所述三種狀態方程的可靠性指數的差異，明確基于變幅載荷下齒輪接觸疲勞全壽命評估模型的可靠性評估方法精度最高；
步驟S104中所述變幅載荷下齒輪接觸疲勞裂紋萌生壽命評估模型為：
其中Npre為齒輪接觸疲勞萌生壽命，∑nj為已使用壽命，Nfj為σj應力級所對應的疲勞壽命，σmax為最大應力，σrs為表面殘余應力，Nfmax為最大應力σmax所對應的疲勞壽命，σj為加載應力，為修正系數，σs為屈服強度；
步驟S105中所述變幅載荷下齒輪接觸疲勞裂紋擴展壽命評估模型為：
其中Np為齒輪接觸疲勞裂紋擴展壽命，a0為初始裂紋長度；ac-i為對應某一幅值下裂紋擴展長度；Hb為齒輪整體硬度；HL為齒輪局部硬度；C為裂紋擴展速率的系數；m為裂紋擴展速率的指數，ηHV為硬度因子；τmax-i為應力區內最大應力；ε為孔洞系數；Kt為孔洞形狀系數；η為基體組織修正系數，U(a)為裂紋閉合效應系數，a為半裂紋長度,d為與應力比和循環比相關的指數。
2.根據權利要求1所述的變幅載荷下齒輪接觸疲勞壽命可靠性評估方法，其特征在于：步驟S106中所述齒輪接觸疲勞全壽命評估模型為：
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