课题组考虑温度影响的塑料齿轮接触疲劳仿真

年3月，课题组博士研究生卢泽华作为第一作者的考虑温度影响的塑料齿轮接触疲劳仿真研究论文Thesimulationandexperimentofresearchoncontactfatigueperformanceofacetalgears在MechanicsofMaterials发表。该期刊为老牌材料力学与机械工程领域期刊，影响因子3.27。

塑料齿轮材料种类众多，其中聚甲醛（POM）齿轮以强度高、吸湿低等优点，应用最为广泛。受载荷、润滑、温度等不同，POM齿轮服役过程中会出现点蚀、断齿、磨损等多种失效形式，但是在动力传递场合中接触疲劳失效是POM齿轮最为常见的失效形式之一。论文针对POM齿轮接触疲劳性能与载荷、温度之间关联规律不明的问题，推导了齿轮啮合过程中材料热弹塑性本构方程，提出了考虑润滑影响的修正Brown-Miller多轴疲劳准则，建立了考虑温度-润滑耦合作用的塑料齿轮接触疲劳性能仿真模型，分析了不同温度下POM齿轮接触疲劳性能，并利用自主开发的齿轮运转试验台，开展了油润滑下钢-POM齿轮接触疲劳性能试验验证。研究发现，尽管运行温度升高会通过降低聚甲醛齿轮弹性模量来减小齿面接触压力，但高温下齿轮聚甲醛齿轮接触疲劳寿命仍然会显著降低，因此塑料齿轮强度设计过程中必须要充分考虑温度的影响。

该研究受到国家重点研发计划（YFB）资助。全文链接：10./j.mechmat..。