關于硬齒面齒輪結構可靠性虛擬疲勞設計分析

鄭新華　裴建平

摘 要：為了滿足現階段硬齒面齒輪結構可靠性的工作需要，進行疲勞設計模塊的優化是必要的。這需要進行虛擬疲勞設計軟件模塊及其疲勞壽命預測模塊的優化。從而針對斷裂力學理論進行虛擬疲勞預測方法的分析。這需要應用到硬齒面加工模塊的相關知識，更好的進行疲勞疲勞譜的分析，進行齒輪應力壽命曲線的剖析。

關鍵詞：硬齒面：齒輪結構；可靠性分析；模擬；疲勞模塊

1 關于結構可靠性虛擬疲勞設計模塊的分析

在當下工作模塊中，產品設計水平的測試需要進行機械產品的全壽命模塊的設計，這樣進行產品設計水平的衡量。通過對工程分析模塊的優化，更有利于進行現代設計莫的分析，保證產品的結構可靠性的分析。這就需要進行虛擬設計思想的優化，更好的進行機械產品的結構可靠性的設計。這需要進行工程分析軟件的應用，更好的優化計算機的產品樣機模塊，保證應力的優化分布，進行疲勞壽命模塊的分析，保證其整體可靠性的設計優化，進行可靠性設計水平的提升。

在當下工作模塊中，進行國外先進軟件的試驗數據的分析是必要的，這需要進行硬齒面齒輪的彎曲疲勞情況的試驗及其資料模塊的優化，更好的進行齒輪結構可靠性的分析。保證其虛擬零部件的疲勞工作模塊的控制。這需要應用到各種成熟的樣本幾何造型，保證各種系統的設計及其優化，更好的滿足當下工作的需要。這需要注重各個工作環節的細節性工作，保證產品零部件結構的分析，進行整體結構可靠性的提升，積極做好相關的虛擬疲勞設計工作，保證構造產品虛擬樣機的控制，進行相關樣機幾何造型的分析，進行相關CAD軟件的應用，保證各種系統仿真模塊的開展，進行多體運動學、動力學軟件等的應用，從而提升其應用效益。

在當下工作模塊中，進行通用有限元工程的分析是必要的，從而進行相關軟件的剖析，保證產品結構的應力分析，進行疲勞壽命測試模塊及其壽命分析功能的分析，這需要進行多種常見軟件的分析及其剖析，更好的滿足樣機的工作需要。從而解決現實問題。適應當下樣機運動、疲勞分析工作的需要，保證相關工作模塊的應用，進行虛擬環境的融入，保證疲勞分析工作及其動力學工作的開展。

在現階段工作模塊中，進行疲勞壽命預測方法的分析是必要的，這需要進行斷裂力學理論的剖析，進行疲勞裂紋擴展壽命方法的分析，保證經典的疲勞壽命預測方法的優化，從而進行構件總壽命的預測優化控制，更好的滿足當下工作的需要。是以材料或零部件的疲勞壽命曲線為基礎的。該方法可以考慮構件表面加工和表面處理對其疲勞壽命的影響，也可以考慮構件焊縫的疲勞壽命，適用于低應力高周疲勞問題。

在當下工作模塊中，局部應變壽命法都是比較常見的方法，其也是一種裂紋萌生法，這種方法適合于預測構件的裂紋萌生壽命，其需要進行材料的記憶特性的分析，進行載荷循環順序的分析，更好的進行壽命估算結果的控制，從而滿足實際工作的需要。這可能需要應用到各種現實的裂紋萌生工作模塊，保證應變壽命法的優化。從而更好的進行數值模擬斷裂模塊的分析，以滿足當下工作模塊的需要。這需要金錢局部應變壽命法的應用，進行裂紋萌生法的控制，保證預測構件的工作模塊的優化。這需要進行材料的記憶特性的分析，進行荷載循環順序的控制，滿足當下壽命估算工作的需要，更有利于進行實際情況的接近，進行低疲勞問題的適應，這需要進行斷裂力學理論的疲勞裂紋模塊的分析，進行壽命擴展模塊的優化，保證預測構件體系的健全，進行模擬材料微觀結構變形模塊的分析，提升其應用效益。

2 硬齒面齒輪彎曲疲勞試驗方案的分析

在當下工作模塊中，進行硬齒面齒輪彎曲疲勞試驗模塊的優化是必要的。這就需要進行某些材質的彎曲疲勞可靠性全壽命試驗的分析，比如進行INSTRON1603型號的電磁諧振疲勞試驗設備的應用，進行不同試驗下的各種輪齒壽命大樣本的試驗分析，更好的進行應用模塊的分析，保證硬齒面齒輪定壽命模塊的分析，積極做好相關的試驗。進行42CrMo硬齒面齒輪的結構可靠性虛擬疲勞設計和試驗，得到了虛擬試驗的各應力水平下疲勞壽命數據，即S-N曲線。

三維CAD軟件也是必要的，這需要進行零部件虛擬幾何造型設計模塊的優化，從而保證其足夠的精確性。一般那來說，在42CrMo硬齒面齒輪設計過程中，其需要進行漸開線模塊的應用，從而進行幾何造型的虛擬設計，從而保證零部件的整體精準性，更有利于當下工作模塊的優化。為從齒輪的造型機理開始就嚴格遵循漸開線齒面生成和加工機理，應用三維虛擬造型軟件MDI公司的ADAMS能在幾何形體上展成曲面和使曲面扭曲變形的功能，開發出以法平面標準漸開線齒形為基準的斜齒模擬加工過程。

載荷譜的應用，更有利于進行有限壽命的設計，這就需要進行荷載普變化情況的掌握，進行壽命設計的優化，這就需要進行載荷譜的現場數據采集模塊的優化，更好的進行數據的處理及其統計。這需要進行現場荷載時間的隨機性的控制，更好的應用到現場各種因素，比如進行開關信號、電磁干擾模塊等的分析，保證當下工作的需要。會造成原始信號記錄失真，出現偽信號。齒輪結構所承受的疲勞載荷，實際上是一連續的隨機過程，借助動力學分析軟件Adams平臺，可直接給出機械構件在整個裝置工作過程中的疲勞載荷譜F-t曲線，以此作為理論分析和結構可靠性虛擬疲勞設計的基礎。

在當下工作模塊中，進行輪齒的有限元模型的分析是必要的，這需要進行網格劃分的分析，更好的進行模型單元的分析，進行節點總數的分析，只有這樣才能保證單元的生成，更好的進行計算精度的提升。有限元計算中，齒輪材料的彈性模量為4.6×107MPa，波松比為0.3。由有限元法（FEM）分析計算出隨機動載荷譜下輪齒在嚙合過程中最大動應力齒輪的位置、數值及周期。

在斷裂力學的應用過程中，更有利于進行裂紋的分析，這需要進行疲勞強度的計算優化。積極做好相關的失效憑據模塊，保證裂紋的擴展需要，更好的進行疲勞斷裂的控制，這需要進行應力強度因子幅度的控制，進行裂紋擴展應力循環次數的分析，進行疲勞壽命的應用，保證其相關模塊的優化，進行應力強度因子的控制，保證其綜合效益的提升。

在產品的全壽命概率分布過程中，進行大樣本的試驗是必要的，這就需要進行復雜機電系統的分析，進行期限內的無故障全壽命的設計，保證其良好的經濟價值性，從而滿足未來產品的設計應用需要。這就需要進行全壽命設計體系的健全，保證機電產品設計水平的提升。只有攻克使零部件全壽命試驗與環境相容這一難題，才能更好地發揮全壽命設計對國民經濟發展的促進作用，迅速把我國的可靠性設計水平提高到主動可靠性設計的國際前沿水平。

3 結束語

通過對新型的試驗模塊的優化，更有利于進行疲勞設計體系的健全，保證結構的可靠性方案的優化，更有利于進行零部件的應力壽命的提升，進行應力壽命曲線的提供，進行零部件的應力分布模塊的分析，做好相關的設計工作，進行不合理壽命分布曲線的分析。通過對機械零部件結構可靠性的分析，更有利于進行疲勞壽命大樣本的剖析。供可靠性分析設計使用，以此縮短開發周期，降低開發成本。