基于Abaqus的直齿圆柱齿轮疲劳裂纹应力强度因子研究

作者：裴未迟; 楚京; 纪宏超^*; 李耀刚; 董建伟

来源：机械传动, 2019, 43(02): 8-12.

DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.02.002

• 应力强度因子
• Abaqus
• 裂纹扩展
• 有限元模型

应力强度因子是研究断裂问题的重要参量,可以度量和控制裂纹的发生发展,对研究裂纹的疲劳损伤及预估寿命具有重要意义。为了研究直齿圆柱齿轮三维裂纹应力强度因子的变化规律,利用Abaqus建立了含半椭圆形初始裂纹的三维有限元模型,计算了半椭圆形裂纹前缘应力强度因子,分析了裂纹大小、形状以及载荷变化对裂纹前缘应力强度因子的影响规律。结果表明,齿根裂纹在扩展过程中主要表现为张开型裂纹;随着载荷的增大,应力强度因子KI不断增大,但其分布规律保持不变;在载荷不变的情况下,KI随着裂纹尺寸的增大而增大;在建立的半椭圆形裂纹中,随着长轴的增加,裂纹前缘上的KI波动逐渐变小。

• 单位
  华北理工大学; 北京科技大学