年1月11日，课题组研究生刘鹤立（目前在英国伦敦帝国理工学院攻读博士学位）作为第一作者的基于载荷谱的风电齿轮接触疲劳损伤研究论文Influenceofloadspectrumoncontactfatiguedamageofacasecarburizedwindturbinegear在EngineeringFailureAnalysis发表。
随着齿轮传动系统服役寿命和可靠性要求的不断提高，齿轮接触疲劳失效越发重要。然而，由于材料本构、界面润滑和随机载荷之间耦合效应复杂，齿轮接触疲劳损伤评估十分困难。建立了基于实测载荷谱的兆瓦级风机齿轮接触疲劳损伤演化数值模型，根据弹流润滑理论实现了齿轮接触压力精确求解，并结合离散卷积快速傅立叶变换算法获取齿面应力响应；利用维氏硬度试验和X射线衍射法表征重构了齿轮硬度和残余应力梯度特征，运用Dang-Van多轴疲劳准则和Basquin方程预估了随机载荷下风机齿轮接触疲劳寿命，绘制了齿轮接触疲劳S-N曲线；进一步根据Palmgren-Miner准则评估了随机载荷谱作用下齿轮接触疲劳损伤累积特征。研究发现，受前期低载荷强化效应影响，给定载荷谱作用下齿轮接触疲劳寿命约为恒载条件下的2.92倍，且在高载荷阶段最大损伤位置位于节线齿面下方约0.52mm处，比恒载条件损伤位置更深。
该研究受到国家自然科学基金（U,)资助。全文链接：