描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030750068
内容简介
《齿轮接触疲劳理论与实践》主要围绕齿轮接触疲劳失效及抗疲劳设计问题，对齿轮接触疲劳失效机理、齿轮接触疲劳的影响因素、齿轮接触疲劳分析方法、齿轮接触疲劳试验等展开全面而详细的论述。《齿轮接触疲劳理论与实践》共8章，主要内容包括齿轮接触疲劳失效形式与设计标准，齿轮接触分析理论及模型，界面状态、材料微观结构、显微硬度、残余应力等因素对齿轮接触疲劳性能的影响，齿轮接触疲劳试验及可靠性分析方法等。
目 录
目录
前言
第1章 绪论1
1.1 齿轮接触疲劳及危害7
1.2 齿轮接触疲劳失效形式9
1.2.1 宏观点蚀9
1.2.2 微点蚀11
1.2.3 深层齿面断裂13
1.2.4 其他失效14
1.2.5 失效竞争机制17
1.3 齿轮接触疲劳强度标准20
1.3.1 点蚀强度标准21
1.3.2 微点蚀强度标准25
1.3.3 深层齿面断裂强度标准28
1.3.4 其他失效评价标准30
1.4 齿轮表面完整性要素34
1.4.1 表面粗糙度35
1.4.2 材料微结构特征36
1.4.3 硬度梯度37
1.4.4 残余应力38
1.5 齿轮接触疲劳可靠性与试验39
1.6 本章小结40
参考文献41
第2章 齿轮接触分析理论45
2.1 赫兹接触理论47
2.1.1 两个*面的弹性接触问题48
2.1.2 赫兹接触解54
2.1.3 赫兹接触理论的发展现状59
2.1.4 齿轮赫兹接触计算63
2.1.5 非赫兹接触问题63
2.1.6 时变多轴应力状态66
2.2 润滑接触理论69
2.2.1 润滑理论的发展现状70
2.2.2 弹流润滑理论72
2.2.3 控制方程的离散与求解82
2.2.4 弹流问题的多重网格法求解88
2.2.5 热弹流润滑理论92
2.2.6 混合润滑理论99
2.2.7 斜齿轮的弹流润滑求解案例107
2.3 有限元接触理论120
2.3.1 有限元法概述120
2.3.2 接触分析求解原理121
2.3.3 接触分析的泛函形式124
2.3.4 有限元软件中的接触分析131
2.3.5 接触问题有限元求解实例132
2.4 本章小结136
参考文献137
第3章 齿轮接触疲劳理论151
3.1 统计型疲劳寿命模型153
3.1.1 L-P模型154
3.1.2 I-H模型165
3.1.3 ISO轴承标准中的疲劳寿命计算模型166
3.1.4 Tallian模型166
3.1.5 Zaretsky模型167
3.2 确定型疲劳寿命模型168
3.2.1 Dang Van多轴疲劳准则169
3.2.2 Brown-Miller多轴疲劳准则172
3.2.3 Fatemi-Socie多轴疲劳准则174
3.2.4 Jiang-Saghulu多轴疲劳准则175
3.2.5 其他准则177
3.3 基于损伤力学的疲劳模型183
3.3.1 损伤参量的定义与损伤检测方法185
3.3.2 含损伤的本构方程188
3.3.3 接触疲劳损伤变量计算190
3.3.4 齿轮接触疲劳损伤参量确定194
3.3.5 齿轮接触疲劳损伤演化案例分析196
3.4 基于断裂力学的疲劳模型202
3.4.1 断裂力学理论概述202
3.4.2 疲劳裂纹扩展方向预测模型204
3.4.3 疲劳裂纹扩展速率预测模型206
3.4.4 齿轮接触疲劳裂纹扩展案例分析212
3.5 基于微结构力学的疲劳模型217
3.5.1 材料微结构几何拓扑建模218
3.5.2 晶体弹塑性本构221
3.5.3 晶体塑性材料参数拟合方法226
3.5.4 细观疲劳损伤228
3.5.5 基于晶体弹性理论的齿轮接触疲劳案例分析230
3.6 本章小结231
参考文献232
第4章 齿轮接触界面状态的影响242
4.1 表面微观形貌参数与表征243
4.1.1 表面微观形貌参数243
4.1.2 表面微观形貌表征247
4.1.3 齿面形貌测量表征案例分析250
4.2 齿面微观形貌的加工保证252
4.2.1 精加工对齿面微观形貌的影响253
4.2.2 超精加工对齿面微观形貌的影响257
4.2.3 表面微织构对齿面微观形貌的影响264
4.3 表面微观形貌的影响268
4.3.1 粗糙表面接触模型268
4.3.2 粗糙表面齿轮接触案例分析275
4.3.3 粗糙表面接触疲劳寿命案例分析280
4.4 表面磨损的影响292
4.4.1 磨损概述292
4.4.2 齿轮磨损案例分析297
4.4.3 磨损-损伤耦合失效案例分析300
4.5 本章小结309
参考文献310
第5章 材料微观结构的影响317
5.1 材料微观结构及其研究概述317
5.1.1 材料微观结构317
5.1.2 材料微观结构对疲劳的影响研究现状320
5.1.3 材料微观结构及其影响的研究方法325
5.2 材料微观结构表征328
5.2.1 金相组织的测试表征329
5.2.2 晶粒度的测试表征332
5.2.3 断口形貌的测试表征335
5.3 晶体微观结构对疲劳的影响340
5.3.1 晶粒尺寸及晶界的影响341
5.3.2 晶体各向异性的影响343
5.3.3 材料多相特征的影响347
5.4 材料缺陷的影响356
5.4.1 材料缺陷概述357
5.4.2 含材料夹杂的齿轮接触疲劳建模362
5.4.3 单个夹杂物的影响367
5.4.4 材料缺陷分布特征的影响374
5.4.5 夹杂物随机分布特征对接触疲劳的影响380
5.5 多种因素影响的对比389
5.6 本章小结392
参考文献393
第6章 表面硬化与残余应力的影响402
6.1 表面硬化层的影响403
6.1.1 齿轮硬化层概述403
6.1.2 齿轮硬度梯度表征与有限元建模410
6.1.3 表面硬度对接触疲劳的影响案例分析416
6.1.4 有效硬化层深度对接触疲劳的影响案例分析420
6.2 残余应力的影响424
6.2.1 残余应力的产生与演变424
6.2.2 残余应力的表征与有限元建模430
6.2.3 残余应力的影响438
6.2.4 残余应力对齿轮接触疲劳的影响案例分析443
6.3 基于数据驱动的齿轮接触疲劳性能预测方法447
6.3.1 表面完整性参数相关性分析448
6.3.2 表面完整性参数贡献度分析449
6.3.3 齿轮接触疲劳性能预测公式451
6.4 齿轮接触疲劳分析软件开发454
6.4.1 软件功能与界面简介455
6.4.2 软件运行条件与界面开发461
6.5 本章小结465
参考文献466
第7章 齿轮接触疲劳可靠性472
7.1 可靠性研究概述475
7.1.1 可靠性发展历程475
7.1.2 可靠性基本理论479
7.1.3 可靠性试验与应用489
7.2 疲劳可靠性理论495
7.2.1 疲劳可靠性与可靠性研究关系495
7.2.2 疲劳载荷统计处理496
7.2.3 疲劳可靠性分析506
7.2.4 疲劳可靠性试验验证与应用513
7.3 齿轮接触疲劳可靠性分析516
7.3.1 齿轮接触疲劳可靠性的内涵516
7.3.2 齿轮接触疲劳可靠性分析流程517
7.3.3 疲劳载荷处理518
7.3.4 应力与强度退化计算520
7.3.5 齿轮接触疲劳可靠度计算522
7.3.6 齿轮参数优化设计524
7.4 案例分析526
7.4.1 齿轮传动零部件案例分析526
7.4.2 齿轮传动系统案例分析533
7.5 本章小结543
参考文献543
第8章 齿轮接触疲劳试验551
8.1 试验台技术552
8.1.1 等效接触疲劳试验台553
8.1.2 平行轴齿轮疲劳试验台558
8.1.3 交错轴齿轮疲劳试验台568
8.1.4 数字孪生平台技术571
8.2 检测技术573
8.2.1 服役信号检测技术573
8.2.2 齿轮疲劳损伤检测技术579
8.3 试验方法与数据处理技术586
8.3.1 升降加载法587
8.3.2 常规成组法588
8.3.3 P-N*线测试方法595
8.3.4 加速疲劳试验法597
8.4 齿轮接触疲劳试验案例分析600
8.4.1 基于升降加载法的齿轮接触疲劳极限试验600
8.4.2 基于常规成组法的齿轮接触疲劳R-S-N*线试验602
8.4.3 齿轮接触疲劳P-N*线测试606
8.4.4 基于Locati加速疲劳试验法的齿轮接触疲劳极限测试610
8.5 本章小结618
参考文献618
前言
第1章 绪论1
1.1 齿轮接触疲劳及危害7
1.2 齿轮接触疲劳失效形式9
1.2.1 宏观点蚀9
1.2.2 微点蚀11
1.2.3 深层齿面断裂13
1.2.4 其他失效14
1.2.5 失效竞争机制17
1.3 齿轮接触疲劳强度标准20
1.3.1 点蚀强度标准21
1.3.2 微点蚀强度标准25
1.3.3 深层齿面断裂强度标准28
1.3.4 其他失效评价标准30
1.4 齿轮表面完整性要素34
1.4.1 表面粗糙度35
1.4.2 材料微结构特征36
1.4.3 硬度梯度37
1.4.4 残余应力38
1.5 齿轮接触疲劳可靠性与试验39
1.6 本章小结40
参考文献41
第2章 齿轮接触分析理论45
2.1 赫兹接触理论47
2.1.1 两个*面的弹性接触问题48
2.1.2 赫兹接触解54
2.1.3 赫兹接触理论的发展现状59
2.1.4 齿轮赫兹接触计算63
2.1.5 非赫兹接触问题63
2.1.6 时变多轴应力状态66
2.2 润滑接触理论69
2.2.1 润滑理论的发展现状70
2.2.2 弹流润滑理论72
2.2.3 控制方程的离散与求解82
2.2.4 弹流问题的多重网格法求解88
2.2.5 热弹流润滑理论92
2.2.6 混合润滑理论99
2.2.7 斜齿轮的弹流润滑求解案例107
2.3 有限元接触理论120
2.3.1 有限元法概述120
2.3.2 接触分析求解原理121
2.3.3 接触分析的泛函形式124
2.3.4 有限元软件中的接触分析131
2.3.5 接触问题有限元求解实例132
2.4 本章小结136
参考文献137
第3章 齿轮接触疲劳理论151
3.1 统计型疲劳寿命模型153
3.1.1 L-P模型154
3.1.2 I-H模型165
3.1.3 ISO轴承标准中的疲劳寿命计算模型166
3.1.4 Tallian模型166
3.1.5 Zaretsky模型167
3.2 确定型疲劳寿命模型168
3.2.1 Dang Van多轴疲劳准则169
3.2.2 Brown-Miller多轴疲劳准则172
3.2.3 Fatemi-Socie多轴疲劳准则174
3.2.4 Jiang-Saghulu多轴疲劳准则175
3.2.5 其他准则177
3.3 基于损伤力学的疲劳模型183
3.3.1 损伤参量的定义与损伤检测方法185
3.3.2 含损伤的本构方程188
3.3.3 接触疲劳损伤变量计算190
3.3.4 齿轮接触疲劳损伤参量确定194
3.3.5 齿轮接触疲劳损伤演化案例分析196
3.4 基于断裂力学的疲劳模型202
3.4.1 断裂力学理论概述202
3.4.2 疲劳裂纹扩展方向预测模型204
3.4.3 疲劳裂纹扩展速率预测模型206
3.4.4 齿轮接触疲劳裂纹扩展案例分析212
3.5 基于微结构力学的疲劳模型217
3.5.1 材料微结构几何拓扑建模218
3.5.2 晶体弹塑性本构221
3.5.3 晶体塑性材料参数拟合方法226
3.5.4 细观疲劳损伤228
3.5.5 基于晶体弹性理论的齿轮接触疲劳案例分析230
3.6 本章小结231
参考文献232
第4章 齿轮接触界面状态的影响242
4.1 表面微观形貌参数与表征243
4.1.1 表面微观形貌参数243
4.1.2 表面微观形貌表征247
4.1.3 齿面形貌测量表征案例分析250
4.2 齿面微观形貌的加工保证252
4.2.1 精加工对齿面微观形貌的影响253
4.2.2 超精加工对齿面微观形貌的影响257
4.2.3 表面微织构对齿面微观形貌的影响264
4.3 表面微观形貌的影响268
4.3.1 粗糙表面接触模型268
4.3.2 粗糙表面齿轮接触案例分析275
4.3.3 粗糙表面接触疲劳寿命案例分析280
4.4 表面磨损的影响292
4.4.1 磨损概述292
4.4.2 齿轮磨损案例分析297
4.4.3 磨损-损伤耦合失效案例分析300
4.5 本章小结309
参考文献310
第5章 材料微观结构的影响317
5.1 材料微观结构及其研究概述317
5.1.1 材料微观结构317
5.1.2 材料微观结构对疲劳的影响研究现状320
5.1.3 材料微观结构及其影响的研究方法325
5.2 材料微观结构表征328
5.2.1 金相组织的测试表征329
5.2.2 晶粒度的测试表征332
5.2.3 断口形貌的测试表征335
5.3 晶体微观结构对疲劳的影响340
5.3.1 晶粒尺寸及晶界的影响341
5.3.2 晶体各向异性的影响343
5.3.3 材料多相特征的影响347
5.4 材料缺陷的影响356
5.4.1 材料缺陷概述357
5.4.2 含材料夹杂的齿轮接触疲劳建模362
5.4.3 单个夹杂物的影响367
5.4.4 材料缺陷分布特征的影响374
5.4.5 夹杂物随机分布特征对接触疲劳的影响380
5.5 多种因素影响的对比389
5.6 本章小结392
参考文献393
第6章 表面硬化与残余应力的影响402
6.1 表面硬化层的影响403
6.1.1 齿轮硬化层概述403
6.1.2 齿轮硬度梯度表征与有限元建模410
6.1.3 表面硬度对接触疲劳的影响案例分析416
6.1.4 有效硬化层深度对接触疲劳的影响案例分析420
6.2 残余应力的影响424
6.2.1 残余应力的产生与演变424
6.2.2 残余应力的表征与有限元建模430
6.2.3 残余应力的影响438
6.2.4 残余应力对齿轮接触疲劳的影响案例分析443
6.3 基于数据驱动的齿轮接触疲劳性能预测方法447
6.3.1 表面完整性参数相关性分析448
6.3.2 表面完整性参数贡献度分析449
6.3.3 齿轮接触疲劳性能预测公式451
6.4 齿轮接触疲劳分析软件开发454
6.4.1 软件功能与界面简介455
6.4.2 软件运行条件与界面开发461
6.5 本章小结465
参考文献466
第7章 齿轮接触疲劳可靠性472
7.1 可靠性研究概述475
7.1.1 可靠性发展历程475
7.1.2 可靠性基本理论479
7.1.3 可靠性试验与应用489
7.2 疲劳可靠性理论495
7.2.1 疲劳可靠性与可靠性研究关系495
7.2.2 疲劳载荷统计处理496
7.2.3 疲劳可靠性分析506
7.2.4 疲劳可靠性试验验证与应用513
7.3 齿轮接触疲劳可靠性分析516
7.3.1 齿轮接触疲劳可靠性的内涵516
7.3.2 齿轮接触疲劳可靠性分析流程517
7.3.3 疲劳载荷处理518
7.3.4 应力与强度退化计算520
7.3.5 齿轮接触疲劳可靠度计算522
7.3.6 齿轮参数优化设计524
7.4 案例分析526
7.4.1 齿轮传动零部件案例分析526
7.4.2 齿轮传动系统案例分析533
7.5 本章小结543
参考文献543
第8章 齿轮接触疲劳试验551
8.1 试验台技术552
8.1.1 等效接触疲劳试验台553
8.1.2 平行轴齿轮疲劳试验台558
8.1.3 交错轴齿轮疲劳试验台568
8.1.4 数字孪生平台技术571
8.2 检测技术573
8.2.1 服役信号检测技术573
8.2.2 齿轮疲劳损伤检测技术579
8.3 试验方法与数据处理技术586
8.3.1 升降加载法587
8.3.2 常规成组法588
8.3.3 P-N*线测试方法595
8.3.4 加速疲劳试验法597
8.4 齿轮接触疲劳试验案例分析600
8.4.1 基于升降加载法的齿轮接触疲劳极限试验600
8.4.2 基于常规成组法的齿轮接触疲劳R-S-N*线试验602
8.4.3 齿轮接触疲劳P-N*线测试606
8.4.4 基于Locati加速疲劳试验法的齿轮接触疲劳极限测试610
8.5 本章小结618
参考文献618
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