浮动渐开线花键微动损伤及磨损疲劳预测

通过建立浮动花键副有限元模型,分析了轴线不对中和角向偏心对花键齿面接触压力的分布影响,基于Ruiz微动损伤参数评估了轴线不对中和角向偏心对齿面微动损伤的影响,结合能量耗散模型和临界面SWT模型,建立了考虑磨损效应的浮动花键磨损疲劳损伤模型,分析了轴线不对中和角向偏心下齿面的微动疲劳累积损伤分布规律,并预测了浮动花键寿命。结果表明,轴线不对中使各齿面接触分布不均,最危险齿面沿x方向R_(FFDP)值呈现“抛物线”状,即在齿面两端产生较为严重的微动损伤,且齿面裂纹萌生位置在x/L=0处附近。角向偏心使齿面仅在一端边缘接触,最危险齿面R_(FFDP)值均沿x方向增大,呈现“指数增长”趋势,在x/L=1处达到最大,且裂纹萌生位置发生在x/L=1处附近。同时,随着轴线不对中或角向偏心量的增大,齿面损伤现象更为明显,磨损疲劳寿命急剧下降。

直升机浮动渐开线花键微动磨损影响因素分析

为探究不同磨损影响因素对浮动花键磨损的影响程度,基于能量耗散理论,建立了花键副微动磨损预测模型,分析了扭矩、载荷波动、花键材料、摩擦因数、轴向不对中以及角向偏心对浮动花键的磨损影响规律;同时建立熵权-模糊关联分析模型,客观分析了不同磨损影响因素对花键磨损的关联程度。结果显示:基于能量耗散的微动磨损模型所计算的花键齿顶、齿中以及齿根位置处最大磨损深度的计算误差分别低于6.9%、2.4%和14%。轴向不对中下部分花键磨损位置从齿根往齿中位置偏移;角向偏心使得花键两端接触不良,导致两端磨损分布不均。同时发现角向偏心、轴向不对中以及材料对花键副的磨损影响程度较大,为浮动渐开线花键抗磨损方法研究提供技术支撑。