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考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法
1
作者
徐向阳
时慧一
樊林放
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期932-940,共9页
为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预...
为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预置裂纹的单齿裂纹扩展模型和有限元-离散元(FEM-DEM)喷丸模型,提出齿根残余应力裂纹扩展计算方法,获得不同喷丸参数下的残余应力场;最后,探究喷丸强化残余应力与齿根弯曲应力耦合复合应力场对齿根裂纹扩展行为的影响。研究结果表明:在喷丸强化作用下,残余压应力影响区域内裂纹尖端的应力强度因子显著降低,导致裂纹闭合力增大,裂纹闭合效应增强,裂纹扩展门槛提高,从而有效抑制了裂纹扩展;在次表面上,喷丸残余应力对裂纹的抑制作用最明显,并随裂纹深度增加而减弱。
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关键词
喷丸强化
疲劳裂纹扩展
残余应力
数值模拟
应力强度因子
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职称材料
喷丸残余应力对轨道车辆齿轮齿根裂纹应力强度因子的影响分析
被引量：
1
2
作者
徐向阳
时慧一
《重庆交通大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期129-136,共8页
高周循环应力工况下齿根裂纹所引发的疲劳断裂是轨道车辆传动齿轮强度失效的主要原因之一。为了分析喷丸残余应力和齿根弯曲应力耦合下对轨道车辆传动齿轮齿根裂纹应力强度因子影响规律与作用机制,针对实际喷丸过程中弹丸位置的随机特性...
高周循环应力工况下齿根裂纹所引发的疲劳断裂是轨道车辆传动齿轮强度失效的主要原因之一。为了分析喷丸残余应力和齿根弯曲应力耦合下对轨道车辆传动齿轮齿根裂纹应力强度因子影响规律与作用机制,针对实际喷丸过程中弹丸位置的随机特性,基于有限元二次开发了20结点奇异元1/4结点位移法,联合建立了FEM-DEM(有限元-离散元)耦合喷丸模型和三维单齿齿根裂纹模型,制定了一套多步骤联合数值模拟方法,并对齿根裂纹应力强度因子在内部残余应力场和外部载荷共同作用下的变化进行了分析。研究结果表明:喷丸强化引入的残余压应力场使得裂纹尖端应力强度因子减小约12%,有效地抑制了疲劳裂纹扩展;喷丸对裂纹扩展的抑制作用在表面与近表面区域最为明显,随着裂纹深度和外加载荷的增大而减弱;残余应力对应的应力强度因子与外载荷无关,仅与初始应力状态有关。
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关键词
车辆工程
喷丸强化
疲劳裂纹扩展
残余应力
数值模拟
应力强度因子
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职称材料
题名
考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法
1
作者
徐向阳
时慧一
樊林放
机构
重庆交通大学公共交通装备设计与系统集成重庆市重点实验室
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期932-940,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFB4203402)
国家自然科学基金资助项目(52375042)。
文摘
为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预置裂纹的单齿裂纹扩展模型和有限元-离散元(FEM-DEM)喷丸模型,提出齿根残余应力裂纹扩展计算方法,获得不同喷丸参数下的残余应力场;最后,探究喷丸强化残余应力与齿根弯曲应力耦合复合应力场对齿根裂纹扩展行为的影响。研究结果表明:在喷丸强化作用下,残余压应力影响区域内裂纹尖端的应力强度因子显著降低,导致裂纹闭合力增大,裂纹闭合效应增强,裂纹扩展门槛提高,从而有效抑制了裂纹扩展;在次表面上,喷丸残余应力对裂纹的抑制作用最明显,并随裂纹深度增加而减弱。
关键词
喷丸强化
疲劳裂纹扩展
残余应力
数值模拟
应力强度因子
Keywords
shot peening
fatigue crack propagation
residual stress
numberical simulation
stress intensity factor
分类号
TG668 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
喷丸残余应力对轨道车辆齿轮齿根裂纹应力强度因子的影响分析
被引量：
1
2
作者
徐向阳
时慧一
机构
重庆
交通大学
机电与车辆工程学院
重庆交通大学公共交通装备设计与系统集成重庆市重点实验室
出处
《重庆交通大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期129-136,共8页
基金
重庆市自然科学基金杰出青年项目(cstc2021jcyj-jqX0010)
国家自然科学基金面上项目(52375042)。
文摘
高周循环应力工况下齿根裂纹所引发的疲劳断裂是轨道车辆传动齿轮强度失效的主要原因之一。为了分析喷丸残余应力和齿根弯曲应力耦合下对轨道车辆传动齿轮齿根裂纹应力强度因子影响规律与作用机制,针对实际喷丸过程中弹丸位置的随机特性,基于有限元二次开发了20结点奇异元1/4结点位移法,联合建立了FEM-DEM(有限元-离散元)耦合喷丸模型和三维单齿齿根裂纹模型,制定了一套多步骤联合数值模拟方法,并对齿根裂纹应力强度因子在内部残余应力场和外部载荷共同作用下的变化进行了分析。研究结果表明:喷丸强化引入的残余压应力场使得裂纹尖端应力强度因子减小约12%,有效地抑制了疲劳裂纹扩展;喷丸对裂纹扩展的抑制作用在表面与近表面区域最为明显,随着裂纹深度和外加载荷的增大而减弱;残余应力对应的应力强度因子与外载荷无关,仅与初始应力状态有关。
关键词
车辆工程
喷丸强化
疲劳裂纹扩展
残余应力
数值模拟
应力强度因子
Keywords
vehicle engineering
shot peening
fatigue crack propagation
residual stress
numerical simulation
stress intensity factor
分类号
U239.3 [交通运输工程—道路与铁道工程]
TG668 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法
徐向阳
时慧一
樊林放
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
喷丸残余应力对轨道车辆齿轮齿根裂纹应力强度因子的影响分析
徐向阳
时慧一
《重庆交通大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
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