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基于FRANC3D环境的高强度螺栓应力腐蚀断裂仿真研究 被引量:9
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作者 杨兴林 林轻 陈宇光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期1217-1221,共5页
为研究某产品轴承基座高强度连接螺栓使用中发生的延迟断裂失效问题,笔者应用三维裂纹扩展软件FRANC3D对该型螺栓断裂过程进行计算仿真,通过对材料参数的设定体现环境对整个断裂过程的影响,从而达到探索性地对应力腐蚀断裂仿真进行研究... 为研究某产品轴承基座高强度连接螺栓使用中发生的延迟断裂失效问题,笔者应用三维裂纹扩展软件FRANC3D对该型螺栓断裂过程进行计算仿真,通过对材料参数的设定体现环境对整个断裂过程的影响,从而达到探索性地对应力腐蚀断裂仿真进行研究的目的。将裂纹扩展后的仿真结果与螺栓实际宏观断口相比较,仿真结果基本符合螺栓实际断裂情况。 展开更多
关键词 高强度螺栓 应力腐蚀 计算仿真 franc3d
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基于FRANC3D的三维疲劳裂纹扩展的数值模拟 被引量:11
2
作者 刘斌 沈士明 《煤矿机械》 北大核心 2007年第12期52-54,共3页
介绍了三维断裂分析软件FRANC3D(Fracture Analysis Code in 3 Dimensions)以及相关原理,详细说明了FRANC3D对于复合型裂纹断裂的判定依据、断裂后新裂纹前缘面的形成过程以及软件进行疲劳裂纹扩展计算的一个完整过程。最后,由应用实例... 介绍了三维断裂分析软件FRANC3D(Fracture Analysis Code in 3 Dimensions)以及相关原理,详细说明了FRANC3D对于复合型裂纹断裂的判定依据、断裂后新裂纹前缘面的形成过程以及软件进行疲劳裂纹扩展计算的一个完整过程。最后,由应用实例验证了FRANC3D预测疲劳裂纹扩展路径及构件寿命的准确性。 展开更多
关键词 franc3d 三维建模 疲劳 裂纹扩展
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基于FRANC-3D的7075铝合金裂纹扩展仿真分析 被引量:4
3
作者 吴中怀 吴运新 +1 位作者 袁海洋 龚海 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第8期9-11,15,共4页
研究了7075合金在使用过程中的裂纹失效问题,利用三维裂纹扩展软件FRANC3D对该材料构件进行计算仿真,通过改变边界条件以及初始裂纹位置,得到不同条件下的仿真结果。通过对仿真结果进行处理,验证了FRANC-3D软件的可靠性。
关键词 franc-3d 断裂力学 裂纹扩展 7075合金
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基于Franc3D的水陆两栖飞机涉水结构损伤容限分析 被引量:1
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作者 贺尔铭 李巍 +2 位作者 薛小锋 贾志艳 冯蕴雯 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期476-484,共9页
针对两栖飞机涉水结构服役的腐蚀环境及包含水面起降冲击的随机载荷共同作用,在运输机TWIST标准载荷谱的基础上,加入水动力载荷对应的载荷水平及频次,编制了涉水结构的模拟随机载荷谱;运用Willenborg/Chang超载迟滞模型考虑了水动力高... 针对两栖飞机涉水结构服役的腐蚀环境及包含水面起降冲击的随机载荷共同作用,在运输机TWIST标准载荷谱的基础上,加入水动力载荷对应的载荷水平及频次,编制了涉水结构的模拟随机载荷谱;运用Willenborg/Chang超载迟滞模型考虑了水动力高幅超载对结构裂纹扩展的迟滞效应,建立了水陆两栖飞机涉水结构损伤容限分析的工程方法。以某型飞机典型涉水结构的常见孔边裂纹为例,利用Franc3D裂纹扩展分析软件分析了涉水结构在腐蚀环境、随机载荷谱共同作用下的裂纹扩展寿命,并通过剩余强度分析确定了保持结构适航性的检查门槛值和检查间隔。文中提出方法简易可行,为水陆两栖飞机涉水结构损伤容限分析及维修计划制定提供了理论依据。 展开更多
关键词 水陆两栖飞机 裂纹扩展 随机载荷谱 损伤容限分析 franc3d
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基于FRANC^(3D)的轮齿裂纹特性研究 被引量:2
5
作者 王瑞利 李菲 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第12期225-226,共2页
运用专业的断裂分析软件FRANC3D对1个简化了的轮齿进行裂纹处理与计算,得到了不同裂纹长度对其3种应力强度因子的影响,从而证明了裂纹的张开型(I)是轮齿折断的主要原因。运用ANSYS分析软件对带有裂纹的轮齿进行静力学分析,裂纹处的最大... 运用专业的断裂分析软件FRANC3D对1个简化了的轮齿进行裂纹处理与计算,得到了不同裂纹长度对其3种应力强度因子的影响,从而证明了裂纹的张开型(I)是轮齿折断的主要原因。运用ANSYS分析软件对带有裂纹的轮齿进行静力学分析,裂纹处的最大等效应力随着裂纹长度的增大而增大。 展开更多
关键词 franc3d 裂纹 轮齿 应力强度因子(SIF) ANSYS
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基于FRANC3D计算三维疲劳裂纹最大应力强度因子 被引量:5
6
作者 于世光 朱如鹏 《机械工程师》 2008年第6期108-110,共3页
文中建立了三维模型并借助边界元分析软件FRANC3D采用边界元法计算了三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,说明了FRANC3D基于的边界元理论计算半椭圆型表面裂纹应力强度因子的过程,并与理论公式计算结果相比较。结果表明,软件计... 文中建立了三维模型并借助边界元分析软件FRANC3D采用边界元法计算了三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,说明了FRANC3D基于的边界元理论计算半椭圆型表面裂纹应力强度因子的过程,并与理论公式计算结果相比较。结果表明,软件计算结果与理论解误差较小,裂纹最深处应力强度因子最大。 展开更多
关键词 边界元法 强度因子(SIF) franc3d
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三维断裂分析软件FRANC3D教程浅析 被引量:2
7
作者 张涛 杨玉玲 《山西建筑》 2010年第25期366-368,共3页
介绍了三维断裂分析软件FRANC3D(FRacture Analysis Code in 3 Dimensions)的各个组成部分以及在学习过程中应该注意的问题和常见的错误,就其初级教程的内容及原理做简单说明,以减少在以后应用软件的过程中产生错误。
关键词 断裂分析 franc3d 初级教程 简单说明
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一种基于FRANC3D的高压气瓶安全性评定的新方法 被引量:5
8
作者 刘城志 岳应娟 陈飞 《铸造技术》 CAS 北大核心 2012年第6期685-687,共3页
介绍了边界元法计算应力强度因子的方法和原理,利用FRANC3D软件建立了不同尺寸的半圆形表面裂纹的三维模型,计算了裂纹尖端的应力强度因子值,并与Newman-Raju理论公式的计算结果进行比较。结果表明了该软件具有较高的精度。结合蒙特卡... 介绍了边界元法计算应力强度因子的方法和原理,利用FRANC3D软件建立了不同尺寸的半圆形表面裂纹的三维模型,计算了裂纹尖端的应力强度因子值,并与Newman-Raju理论公式的计算结果进行比较。结果表明了该软件具有较高的精度。结合蒙特卡罗方法,举例说明15MnMoVN钢高压球形气瓶的疲劳失效评定和疲劳寿命预测过程,为高压气瓶的安全性评定提供了一种新方法。 展开更多
关键词 边界元法 应力强度因子 franc3d 疲劳寿命
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基于FRANC3D的盾构机主轴承疲劳作用机理研究 被引量:3
9
作者 陈威 苏建新 《机械传动》 北大核心 2022年第6期102-107,共6页
以盾构机主轴承为研究对象,对主推滚道的接触疲劳作用机理进行了有限元分析。由于盾构机主轴承尺寸过大,采用简化的主推滚道接触模型进行有限元分析;通过对比滚道接触应力的理论解与数值模拟解,验证了数值模型的有效性。基于FRANC3D在... 以盾构机主轴承为研究对象,对主推滚道的接触疲劳作用机理进行了有限元分析。由于盾构机主轴承尺寸过大,采用简化的主推滚道接触模型进行有限元分析;通过对比滚道接触应力的理论解与数值模拟解,验证了数值模型的有效性。基于FRANC3D在滚道表面插入一个半椭圆形裂纹,研究了载荷和表面摩擦因数对主推滚道疲劳损伤的影响规律。 展开更多
关键词 盾构机主轴承 主推滚道 疲劳作用机理 裂纹 franc3d
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基于FRANC3D和LSTM的桥梁钢桁架裂纹寿命预测 被引量:1
10
作者 郭黎 王国栋 +2 位作者 龚建业 李润泽 姜斌 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期646-651,822,共7页
为了对裂纹疲劳寿命进行快速准确预测,针对常用的疲劳实验和数值仿真实验中各自存在的实验条件受限、计算步骤繁琐、计算过程耗时较长等问题,以大型桥梁钢桁架中的裂纹为研究对象,提出一种结合裂纹分析软件FRANC3D和长短期记忆(long sho... 为了对裂纹疲劳寿命进行快速准确预测,针对常用的疲劳实验和数值仿真实验中各自存在的实验条件受限、计算步骤繁琐、计算过程耗时较长等问题,以大型桥梁钢桁架中的裂纹为研究对象,提出一种结合裂纹分析软件FRANC3D和长短期记忆(long short term memory,简称LSTM)网络模型的裂纹疲劳寿命预测方法。首先,建立钢桁架的有限元模型,通过裂纹分析软件FRANC3D进行疲劳裂纹扩展分析并建立相关数据集;其次,通过疲劳裂纹的扩展仿真数据关注裂纹的扩展状况,收集裂纹特征信息对裂纹疲劳寿命进行预测。实验结果表明,所提出的方法具有较高的预测准确性,同时极大地提升了训练速度,可为裂纹疲劳寿命预测提供参考。 展开更多
关键词 疲劳裂纹 寿命预测 长短期记忆网络 franc3d 桥梁钢桁架 注意力机制
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基于ABAQUS/Franc3D的孔边疲劳裂纹扩展分析 被引量:6
11
作者 吴庆涛 龙江 《西安航空学院学报》 2020年第3期11-16,77,共7页
为了研究孔边疲劳裂纹扩展规律,联合有限元建模软件ABAQUS和断裂力学分析软件Franc3D对不同角度初始孔边裂纹扩展过程进行仿真,得出应力强度因子的变化趋势,并对孔边裂纹在随机疲劳载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程进行仿真,得出裂纹扩展长... 为了研究孔边疲劳裂纹扩展规律,联合有限元建模软件ABAQUS和断裂力学分析软件Franc3D对不同角度初始孔边裂纹扩展过程进行仿真,得出应力强度因子的变化趋势,并对孔边裂纹在随机疲劳载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程进行仿真,得出裂纹扩展长度-载荷循环次数(a-N)曲线。结果表明:在疲劳载荷作用下与水平方向夹角越小的初始裂纹扩展速率越大,结构剩余寿命越短。联合仿真方式为飞机损伤容限设计和评估结构剩余寿命提供一种分析方法。 展开更多
关键词 franc3d 孔边裂纹扩展 应力强度因子 变幅载荷谱 剩余寿命
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基于FRANC3D的飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展分析 被引量:5
12
作者 黄伟辰 龙江 《西安航空学院学报》 2020年第1期32-38,共7页
为了研究飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展情况,建立含裂纹蒙皮有限元模型,利用FRANC3D裂纹分析软件计算蒙皮三维裂纹前缘应力强度因子,研究不同网格参数对计算结果的影响,并与解析解进行比较,确定裂纹前缘网格参数取值范围,然后对蒙皮表面裂... 为了研究飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展情况,建立含裂纹蒙皮有限元模型,利用FRANC3D裂纹分析软件计算蒙皮三维裂纹前缘应力强度因子,研究不同网格参数对计算结果的影响,并与解析解进行比较,确定裂纹前缘网格参数取值范围,然后对蒙皮表面裂纹在随机疲劳载荷谱下的裂纹扩展过程进行分析,得出裂纹扩展长度-载荷循环次数曲线,该曲线对于采用数学模型评估结构剩余寿命方面具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 franc3d 疲劳裂纹扩展 应力强度因子 网格参数
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基于ABAQUS/FRANC3D的钢轨三维表面裂纹的扩展分析 被引量:3
13
作者 张启洞 闫华东 +1 位作者 陈诚 杨康 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期246-253,共8页
为分析钢轨三维表面裂纹在轮轨载荷作用下的疲劳扩展路径和应力强度因子的变化,研究钢轨剥离掉块的损伤机理。运用Fortran语言编写用户子程序DLOAD和UTRACLOAD施加轮轨接触应力,利用有限元软件ABAQUS和FRANC3D模拟车轮在钢轨上的移动并... 为分析钢轨三维表面裂纹在轮轨载荷作用下的疲劳扩展路径和应力强度因子的变化,研究钢轨剥离掉块的损伤机理。运用Fortran语言编写用户子程序DLOAD和UTRACLOAD施加轮轨接触应力,利用有限元软件ABAQUS和FRANC3D模拟车轮在钢轨上的移动并分析钢轨三维表面裂纹的应力强度因子随车轮移动的变化情况,并基于PARIS公式和最大周向应力准则对钢轨三维表面裂纹的疲劳扩展行为进行分析。结果表明轮轨载荷仅为赫兹接触压力时,车轮在钢轨表面滚过,裂纹前缘距钢轨表面越深,越易发生扩展,裂纹主要在钢轨的深度方向扩展,可使半圆形裂纹变成长轴在深度方向的椭圆形裂纹;轮轨载荷为赫兹接触压力和滑动摩擦力共同作用时,随着车轮循环次数的增加,表面裂纹的等效应力强度因子Keq不断增大。车轮作用会使距钢轨表面越近的裂纹前缘越易发生扩展,裂纹主要向钢轨的宽度方向扩展,使半圆形裂纹变成形状较为复杂的长轴在钢轨宽度方向的近椭圆形裂纹。 展开更多
关键词 三维裂纹扩展 轮轨载荷 应力强度因子 扩展路径 franc3d
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裂纹稳定扩展的FRANC3D研究 被引量:4
14
作者 赵艳 秦莹莹 李益小 《西部交通科技》 2011年第9期69-72,共4页
文章介绍了三维断裂分析软件FRANC3D的功能及优势,通过算例的FRANC3D数值计算结果与理论计算值、FRANC2D数值计算结果比较,验证该软件模拟裂纹稳定扩展的可靠性。
关键词 franc3d 概述 可靠性 验证
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基于FRANC3D的采煤机行走轮齿根仿真研究
15
作者 王晋晋 《机械管理开发》 2023年第6期4-6,共3页
基于疲劳破坏的基本特点,提出一种基于FRANC3D的采煤机行走轮齿根仿真分析方法。此方法需要先构建采煤机行走轮齿根模型,然后以此为基础开展仿真分析,进而通过仿真模拟的方式确认不同因素对齿根强度应力因子的影响规律,进而为后续采煤... 基于疲劳破坏的基本特点,提出一种基于FRANC3D的采煤机行走轮齿根仿真分析方法。此方法需要先构建采煤机行走轮齿根模型,然后以此为基础开展仿真分析,进而通过仿真模拟的方式确认不同因素对齿根强度应力因子的影响规律,进而为后续采煤机行走齿轮齿根结构优化提供一定理论参考。 展开更多
关键词 采煤机 行走轮 齿根 仿真分析 franc3d
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基于ABAQUS和FRANC3D的铝合金裂纹扩展试验研究
16
作者 马俊 崔颖 《建模与仿真》 2021年第4期1013-1022,共10页
本文以铝合金试样作为研究对象,采用有限元仿真软件ABAQUS与裂纹扩展软件FRANC3D相结合的方法,进行铝合金的疲劳裂纹扩展试验仿真。首先,通过疲劳裂纹扩展试验及光学显微镜的裂纹形貌研究,获得疲劳裂纹扩展次数及裂纹扩展形貌;其次在有... 本文以铝合金试样作为研究对象,采用有限元仿真软件ABAQUS与裂纹扩展软件FRANC3D相结合的方法,进行铝合金的疲劳裂纹扩展试验仿真。首先,通过疲劳裂纹扩展试验及光学显微镜的裂纹形貌研究,获得疲劳裂纹扩展次数及裂纹扩展形貌;其次在有限元仿真平台ABAQUS中建立试验静力学模型;最后基于裂纹扩展软件FRANC3D预制初始裂纹,采用奇异性网格划分,并采用最大周向力准则进行裂纹扩展仿真,以及借助Paris公式计算剩余寿命。结果发现:基于ABAQUS和FRANC3D的铝合金裂纹扩展试验仿真与现实裂纹扩展试验结果有很好的一致性;并通过计算应力强度因子判别此裂纹扩展为I型(张开型)裂纹,从而得到裂纹更清晰有效的演化过程。 展开更多
关键词 铝合金试验 ABAQUS franc3d 应力强度因子 裂纹扩展特性
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盒段结构疲劳裂纹扩展行为及有限元分析
17
作者 黄研清 刘汀航 +2 位作者 许良 周松 安金岚 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期69-74,共6页
针对飞机机翼盒段结构的疲劳裂纹扩展行为开展研究,通过Abaqus与FRANC 3D联合仿真建立盒段结构的三维有限元模型,进行寿命预测,并深入分析不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。结果表明:盒段结构在服役过程中因应力集中,导致裂纹萌生在... 针对飞机机翼盒段结构的疲劳裂纹扩展行为开展研究,通过Abaqus与FRANC 3D联合仿真建立盒段结构的三维有限元模型,进行寿命预测,并深入分析不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。结果表明:盒段结构在服役过程中因应力集中,导致裂纹萌生在根部孔周围。盒段结构寿命预测结果和试验结果的相对误差小于5%,且随着初始裂纹尺寸的增大,裂纹扩展速率越快,结构件剩余寿命越小,验证了联合仿真方法对盒段结构裂纹扩展行为和寿命预测的可行性。 展开更多
关键词 盒段结构 franc 3d 疲劳及裂纹扩展 寿命预测
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基于Kriging模型的贮箱结构裂纹扩展快速分析 被引量:2
18
作者 范浩然 王烬余 +3 位作者 王祥硕 张文丰 刘涛 王冲 《上海航天(中英文)》 2025年第2期135-143,共9页
针对运载火箭贮箱焊接结构的疲劳裂纹扩展问题,提出了基于Kriging模型实现结构裂纹扩展寿命的快速预测方法。在贮箱有限元建模基础上,应用ABAQUS与FRANC3D联合仿真方法,研究初始裂纹在不同区域、应力比和倾斜角下的裂纹扩展规律。结果表... 针对运载火箭贮箱焊接结构的疲劳裂纹扩展问题,提出了基于Kriging模型实现结构裂纹扩展寿命的快速预测方法。在贮箱有限元建模基础上,应用ABAQUS与FRANC3D联合仿真方法,研究初始裂纹在不同区域、应力比和倾斜角下的裂纹扩展规律。结果表明:焊缝区疲劳裂纹扩展寿命低于热影响区与母材区,纵向焊缝区裂纹扩展寿命低于环向焊缝区;纵向焊缝区裂纹扩展寿命随着应力比增大而延长,在初始倾斜角为0°时疲劳寿命最长。以纵向焊缝区初始裂纹位置、倾斜角、应力比等参数作为输入,以疲劳裂纹扩展寿命作为输出,建立高精度Kriging模型,实现贮箱焊接结构裂纹扩展寿命的快速预测。结果表明:与扩展有限元方法相比,该方法在保证计算误差较低的前提下缩短寿命预测时间10倍以上。 展开更多
关键词 贮箱焊接结构 疲劳裂纹扩展 ABAQUS与franc3d联合仿真 KRIGING模型 寿命快速预测
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变桨轴承套圈预损伤后的结构疲劳剩余寿命研究
19
作者 张明乾 陈观慈 +2 位作者 丁崯珂 刘铭涵 毛华萍 《机械传动》 北大核心 2025年第1期37-43,52,共8页
【目的】腐蚀疲劳断裂是风电变桨轴承一种主要的失效形式,常导致桨叶掉落停机。为此,提出了一种用变桨轴承局部代替整体的有限元模型,用以探究变桨轴承套圈腐蚀后的结构疲劳剩余寿命。【方法】采用有限元软件Ansys和三维断裂力学软件Fra... 【目的】腐蚀疲劳断裂是风电变桨轴承一种主要的失效形式,常导致桨叶掉落停机。为此,提出了一种用变桨轴承局部代替整体的有限元模型,用以探究变桨轴承套圈腐蚀后的结构疲劳剩余寿命。【方法】采用有限元软件Ansys和三维断裂力学软件Franc3D相结合的方法,通过在变桨轴承套圈最大等效应力位置处插入预损伤来代替模拟腐蚀坑,研究受腐蚀的变桨轴承套圈在实际工况下的结构疲劳裂纹扩展路径及寿命。【结果】结果显示,受腐蚀影响,变桨轴承套圈在实际工况下的结构疲劳剩余寿命为2.2×10^(7)循环周次,大约2.3年,占设计寿命的11.6%。通过该结果,可以更好地了解变桨轴承套圈受腐后结构疲劳的特点,其可为相关领域的工程实践提供指导和参考。 展开更多
关键词 变桨轴承套圈 腐蚀 预损伤 剩余寿命 franc3d软件
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人字齿行星轮系裂纹扩展特性分析
20
作者 崔宇 尤小梅 《机械工程与自动化》 2025年第5期17-19,共3页
轮齿断裂是导致齿轮故障的主要原因之一,应力强度因子是研究断裂问题的重要参量。以某型GTF齿轮箱人字齿行星轮系为研究对象,首先对整个齿轮传动系统进行应力分析,得到在既定工况下的危险部位;基于断裂力学理论,在关键构件的危险部位插... 轮齿断裂是导致齿轮故障的主要原因之一,应力强度因子是研究断裂问题的重要参量。以某型GTF齿轮箱人字齿行星轮系为研究对象,首先对整个齿轮传动系统进行应力分析,得到在既定工况下的危险部位;基于断裂力学理论,在关键构件的危险部位插入初始裂纹,计算裂纹尖端的应力强度因子;随后,通过调整载荷和初始裂纹的参数,探讨其对应力强度因子的影响。研究表明,Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子的最大值分别占Ⅰ型应力强度因子最大值的17.7%和15.9%,裂纹主要沿齿面方向扩展,沿裂纹深度方向的扩展速度相对较慢。此外,随着载荷和初始裂纹的改变,三种应力强度因子有着各自的变化规律。研究结论对工程实践中行星轮系裂纹扩展预测具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 人字齿行星轮系 有限元分析 franc3d 裂纹扩展 应力强度因子
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