地铁齿轮箱齿轮裂纹扩展分析及累积损伤预测
发布时间：2021-11-12 17:03
城市轨道交通对社会快速发展起着至关重要的作用,随着轨道交通行业的不断发展,对地铁车辆的运营也提出了更高的要求,齿轮作为地铁传动系统的关键部件,其健康状况直接决定车辆能否安全运行。齿轮弯曲疲劳断裂是齿轮失效的主要形式之一,一旦出现弯曲破坏,将给社会的方方面面带来巨大的损失。本文主要对城轨车辆齿轮箱齿轮弯曲疲劳裂纹扩展规律及全寿命累积损伤问题进行相关研究。文章主要研究工作如下:1、创建齿轮副有限元模型,对模型简化处理的方式及建模过程进行了详细的介绍,对仿真结果进行分析,通过观察齿轮啮合过程中齿根的受力情况将齿轮啮合过程进行区分;在齿根区域建立局部坐标系,通过对齿根受力形式的进一步分析,对齿根裂纹萌生时的失效形式进行判定。2、基于扩展有限单元法创建二维齿轮齿根裂纹扩展模型,对齿根裂纹的扩展规律进深入探究,将仿真结果与试验齿轮进行对比,验证模型的正确性,对裂纹尖端的应力变化情况进行分析,将裂纹扩展过程分为扩展区与瞬断区,并对裂纹扩展中的失效形式进行判定;通过预设5组不同的加载位置,对不同加载位置的裂纹扩展规律进行探究。3、利用有限元法计算齿根表面裂纹前缘应力强度因子,通过观察齿轮齿面断口确定预...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
齿轮断齿失效Figure1-1Gearfailure（2）齿面点蚀
城轨车辆齿轮副啮合过程有限元仿真配界面进行装配，模型如图 2-1 所示。表 2-1 城轨车辆齿轮箱齿轮模型参数Table 2-1 Urban Rail Vehicle Gearbox Gear Model Param模数 齿数 齿宽(mm) 55221337060
图 2-1 齿轮模型Figure 2-1 Gear model件自带的模型借口，将 SolidWorks 绘制的处理，为减少模型计算量，提高计算效率，行分割，主动齿轮中选择 11 个轮齿，从动齿]计算，切割后的模型如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相互作用积分法对有限厚度半椭圆表面裂纹经验公式的精度分析[J]. 侯帅,朱有利,邱骥,孙晓峰. 机械强度. 2018(06)
[2]机车牵引齿轮参数化建模与有限元仿真研究[J]. 轩亮,丁海春,雷蕾,关天民,李朕均. 机械传动. 2018(10)
[3]某地铁齿轮箱齿轮弯曲疲劳裂纹分析[J]. 祝赫锴,杨建伟,李欣. 机械传动. 2018(10)
[4]高速动车组轴箱轴承累积损伤与疲劳寿命研究[J]. 查浩,任尊松,薛蕊,徐宁. 铁道学报. 2018(10)
[5]考虑粗糙度参数Ra影响的齿根弯曲疲劳寿命计算[J]. 贺迪,唐进元,李国文,周炜. 机械传动. 2018(08)
[6]基于近场动力学理论的疲劳断裂分析[J]. 石宏顺,钱松荣,张国浩,徐婷,原群盛. 机械强度. 2018(04)
[7]风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型[J]. 向东,蒋李,沈银华,韦尧中. 振动与冲击. 2018(11)
[8]齿根裂纹的闭合效应对齿轮疲劳寿命的影响[J]. 李有堂,丁海荣,张乾,王勇. 兰州理工大学学报. 2018(02)
[9]基于多参数优化降低齿轮弯曲应力方法研究[J]. 赵向飞,崔岩,张天一. 机械传动. 2018(03)
[10]斜齿轮齿根处裂纹倾角对裂纹扩展特性的影响[J]. 李有堂,李凤翔. 兰州理工大学学报. 2018(01)
博士论文
[1]高速列车空心车轴损伤容限理论与方法研究[D]. 周素霞.北京交通大学 2010
[2]齿轮传动系统的故障诊断方法的研究[D]. 韩振南.太原理工大学 2003
硕士论文
[1]地铁车辆齿轮箱传动齿轮弯曲疲劳寿命研究[D]. 吕中和.北京建筑大学 2018
[2]基于断裂力学的塔式起重机起重臂疲劳性能分析[D]. 崔璐.西安建筑科技大学 2018
[3]大模数齿轮齿条啮合仿真研究[D]. 向正新.长江大学 2018
[4]考虑失效相关的采煤机摇臂齿轮系统动态可靠性研究[D]. 林小燕.重庆大学 2017
[5]二维裂纹扩展数值模拟及疲劳寿命预测[D]. 刘伟.山东大学 2014
[6]齿轮损伤的谐波小波分析方法研究[D]. 高珍.太原理工大学 2005
本文编号：3491335
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
齿轮断齿失效Figure1-1Gearfailure（2）齿面点蚀
城轨车辆齿轮副啮合过程有限元仿真配界面进行装配，模型如图 2-1 所示。表 2-1 城轨车辆齿轮箱齿轮模型参数Table 2-1 Urban Rail Vehicle Gearbox Gear Model Param模数 齿数 齿宽(mm) 55221337060
图 2-1 齿轮模型Figure 2-1 Gear model件自带的模型借口，将 SolidWorks 绘制的处理，为减少模型计算量，提高计算效率，行分割，主动齿轮中选择 11 个轮齿，从动齿]计算，切割后的模型如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相互作用积分法对有限厚度半椭圆表面裂纹经验公式的精度分析[J]. 侯帅,朱有利,邱骥,孙晓峰. 机械强度. 2018(06)
[2]机车牵引齿轮参数化建模与有限元仿真研究[J]. 轩亮,丁海春,雷蕾,关天民,李朕均. 机械传动. 2018(10)
[3]某地铁齿轮箱齿轮弯曲疲劳裂纹分析[J]. 祝赫锴,杨建伟,李欣. 机械传动. 2018(10)
[4]高速动车组轴箱轴承累积损伤与疲劳寿命研究[J]. 查浩,任尊松,薛蕊,徐宁. 铁道学报. 2018(10)
[5]考虑粗糙度参数Ra影响的齿根弯曲疲劳寿命计算[J]. 贺迪,唐进元,李国文,周炜. 机械传动. 2018(08)
[6]基于近场动力学理论的疲劳断裂分析[J]. 石宏顺,钱松荣,张国浩,徐婷,原群盛. 机械强度. 2018(04)
[7]风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型[J]. 向东,蒋李,沈银华,韦尧中. 振动与冲击. 2018(11)
[8]齿根裂纹的闭合效应对齿轮疲劳寿命的影响[J]. 李有堂,丁海荣,张乾,王勇. 兰州理工大学学报. 2018(02)
[9]基于多参数优化降低齿轮弯曲应力方法研究[J]. 赵向飞,崔岩,张天一. 机械传动. 2018(03)
[10]斜齿轮齿根处裂纹倾角对裂纹扩展特性的影响[J]. 李有堂,李凤翔. 兰州理工大学学报. 2018(01)
博士论文
[1]高速列车空心车轴损伤容限理论与方法研究[D]. 周素霞.北京交通大学 2010
[2]齿轮传动系统的故障诊断方法的研究[D]. 韩振南.太原理工大学 2003
硕士论文
[1]地铁车辆齿轮箱传动齿轮弯曲疲劳寿命研究[D]. 吕中和.北京建筑大学 2018
[2]基于断裂力学的塔式起重机起重臂疲劳性能分析[D]. 崔璐.西安建筑科技大学 2018
[3]大模数齿轮齿条啮合仿真研究[D]. 向正新.长江大学 2018
[4]考虑失效相关的采煤机摇臂齿轮系统动态可靠性研究[D]. 林小燕.重庆大学 2017
[5]二维裂纹扩展数值模拟及疲劳寿命预测[D]. 刘伟.山东大学 2014
[6]齿轮损伤的谐波小波分析方法研究[D]. 高珍.太原理工大学 2005
本文编号：3491335
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