一种基于齿面残余应力与接触应力的复合应力场构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于齿面残余应力与接触应力的复合应力场构建方法。本发明专利技术考虑了加工过程中引入的残余应力，采用X射线衍射残余应力测试，构建齿面残余应力场；基于齿轮有限元接触分析，计算齿面接触应力场；进行含残余应力的齿轮接触分析，构建齿面复合应力场；得到的齿轮应力场更接近与实际状态，使得对于齿轮强度和耐久度的评估更加准确。轮强度和耐久度的评估更加准确。轮强度和耐久度的评估更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于齿面残余应力与接触应力的复合应力场构建方法


[0001]本专利技术属于齿轮评估
，尤其涉及一种基于齿面残余应力与接触应力的复合应力场构建方法。

技术介绍

[0002]齿轮的耐久性分析大都建立在精确的应力分析上，即计算齿轮的应力场，但是现有的应力场构建通常仅仅考虑齿轮啮合过程中的接触应力，而没有考虑到齿轮加工过程中出现的残余应力，导致建立的应力场不够精准。具体的国际上广泛应用的AGMA与ISO齿轮接触疲劳强度计算标准均基于Hertz接触理论，而Hertz接触理论通过把两弹性体的接触问题等效为一个当量弹性体和一个刚性平面的接触，对复杂载荷下齿面接触应力计算精度较低。工程实际中没有对齿轮表面与亚表面的残余应力场进行考虑，不能准确反映齿面残余应力与接触应力的复合应力状态。因此得到的应力场与实际情况差别较大。
[0003]其中，残余应力是指在没有外加载荷的作用下，存在于结构内部的应力分布，会对结构的力学性能与疲劳寿命产生较大影响。其中，齿轮加工过程中的渗碳淬火
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磨削
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喷丸工艺，会在齿轮表面与亚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于齿面残余应力与接触应力的复合应力场构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、输入齿轮几何参数，建立齿轮三维几何模型；步骤二、输入齿轮材料参数，导入齿轮三维几何模型，对齿面接触区域进行网格细化，构建齿轮三维有限元接触分析模型；步骤三、得到齿轮的试验样本残余应力沿齿厚方向分布曲线；步骤四、基于齿轮几何模型，将齿面离散成齿面节点，结合试验样本残余应力沿齿厚方向分布曲线，插值拟合各测量点的正应力与切应力，得到在齿面坐标系下齿面上各齿面节点的残余应力；步骤五、结合各齿面节点的方向余弦矩阵，将齿面坐标系下的残余应力转换到全局坐标系中，得到在全局坐标系下的各齿面节点的残余应力：σ
n2
＝[β
n
]
‑1[σ
n1
]([β
n
]
Τ
)
‑1ꢀꢀꢀꢀ
(0.1)其中，σ
n2
为全局坐标系下第n个齿面节点的残余应力，σ
n1
为齿面坐标系下第n个齿面节点的残余应力，β
n
为第n个齿面节点的方向余弦，n表示节点编号；T表示矩阵转置；步骤六、结合齿轮三维有限元接触分析模型，导入全局...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长江，王豪野，
申请(专利权)人：湖南磐钴传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：