风机齿轮双裂纹扩展特性及寿命分析

来源：机床与液压杂志2022年第12期北京时间：

作者：穆塔里夫·阿赫迈德，白浩宇，孙光耀

单位：新疆大学机械工程学院,新疆大学电气工程学院；新疆大学机械工程学院；新疆大学机械工程学院

摘要：针对某风机增速齿轮疲劳裂纹断裂问题，基于M积分法探究含初始单裂纹及双裂纹增速齿轮裂纹扩展时的变化规律。根据断裂力学原理和有限元原理进行分析计算，得出应力强度因子及疲劳扩展循环次数的变化规律。创建只含1条裂纹的齿轮裂纹模型，计算裂纹扩展时的应力强度因子及疲劳扩展寿命；在初始单裂纹模型上继续创建第2条裂纹，通过改变第2条裂纹的初始位置探究第1条裂纹与单裂纹前缘应力强度因子及疲劳扩展寿命的变化规律。结果表明：整体上看，双裂纹中裂纹1刚开始扩展时比单裂纹的应力强度因子小，扩展到最后会高于单裂纹的应力强度因子，中间有一个交替变换的过程；产生双裂纹时，其中1条裂纹会导致双裂纹中裂纹1的加速扩展，减少寿命周期；双裂纹距离越近，双裂纹中裂纹1加速扩展得越快。

关键词：风机齿轮;M积分法;应力强度因子;双裂纹疲劳扩展

基金资助：国家自然科学基金地区科学基金项目（51565056）