針對現(xiàn)有剩余強度模型不適用于體積大、壽命長、造價高的齒輪傳動的壽命預(yù)測問題,本文應(yīng)用非線性疲勞損傷累積理論建立剩余強度預(yù)測模型,該模型的參數(shù)由S-N曲線確定,以避免進行大量破壞性實驗。結(jié)合損傷等效理論推導(dǎo)二級加載剩余強度預(yù)測公式,并將模型預(yù)測結(jié)果與材料實驗結(jié)果進行比較,以驗證模型的合理性�？紤]齒輪傳動強度及所受載荷隨機性的特點,以應(yīng)力-強度干涉理論為基礎(chǔ),建立齒輪傳動動態(tài)可靠度功能函數(shù);并利用攝動法及Rackwitz-Fiessler法(JC驗算點法)得到齒輪傳動服役過程中可靠度指標及可靠度動態(tài)變化曲線。研究表明:齒輪服役前期,應(yīng)關(guān)注齒面接觸疲勞強度可靠度;齒輪服役中后期,應(yīng)關(guān)注齒面接觸疲勞強度可靠度及齒根彎曲疲勞強度可靠度。

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圖1兩個應(yīng)力水平的疲勞剩余強度關(guān)系的等效Fig．1Equivalentoftheresidualstrengthrelationfor

圖245#鋼在恒幅載荷下的剩余強度Fig．2Residualstrengthof45#steelunderconstantampli-

小燕，等:齒輪的剩余強度模型及其動態(tài)可靠度圖2也體現(xiàn)了剩余強度衰減的特點，即在服役初期強度衰減速度緩慢，服役后期“突然死亡”，而剩余強度退化主要受到裂紋擴展規(guī)律的控制，服役初期微裂紋在疲勞載荷作用下緩慢形成，隨后微裂紋逐漸擴展最終發(fā)生斷裂，也就是產(chǎn)品“瞬間失效”［18］。表145....

圖3高－低加載時30CrMnSiA剩余強度變化

的實驗數(shù)據(jù)(表2)與式(8)、(10)的預(yù)測結(jié)果進行對比，實驗時加載平均應(yīng)力為250MPa。表230CrMnSiA在兩級載荷下實驗數(shù)據(jù)與模型預(yù)測值對比Table2Experimentandpredictioncomparisonoftwo-stressleveltestresul....

圖4低－高加載時30CrMnSiA剩余強度變化

1n1Nf1n2n2Nf2732～836836～732低－高高－低130000.23366020.917150000.26965010.903250000.44854000.750350000.62844280.615450000.80732540.425120001673691....

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