浮动渐开线花键微动损伤及磨损疲劳预测

摘要

通过建立浮动花键副有限元模型,分析了轴线不对中和角向偏心对花键齿面接触压力的分布影响,基于Ruiz微动损伤参数评估了轴线不对中和角向偏心对齿面微动损伤的影响,结合能量耗散模型和临界面SWT模型,建立了考虑磨损效应的浮动花键磨损疲劳损伤模型,分析了轴线不对中和角向偏心下齿面的微动疲劳累积损伤分布规律,并预测了浮动花键寿命。结果表明,轴线不对中使各齿面接触分布不均,最危险齿面沿x方向R_(FFDP)值呈现“抛物线”状,即在齿面两端产生较为严重的微动损伤,且齿面裂纹萌生位置在x/L=0处附近。角向偏心使齿面仅在一端边缘接触,最危险齿面R_(FFDP)值均沿x方向增大,呈现“指数增长”趋势,在x/L=1处达到最大,且裂纹萌生位置发生在x/L=1处附近。同时,随着轴线不对中或角向偏心量的增大,齿面损伤现象更为明显,磨损疲劳寿命急剧下降。