Effect of Initial Crack Position on Crack Propagation Behaviors of Heavy-Duty Transmission Gear

裂缝闭合 材料科学 断裂力学 裂纹扩展阻力曲线 断口学 裂纹尖端张开位移 结构工程 弯曲 断裂(地质) 复合材料 工程类
作者
Yingtao Zhang,Zirong Tang,Lijuan Zhao,Benxiang Gong,Gang Wang,Zhichao Li
出处
期刊:Materials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:16 (17): 5961-5961
标识
DOI:10.3390/ma16175961
摘要

The tooth bending fatigue fracture is caused by the alternating loads for the heavy-duty transmission gears. The crack initiation and propagation are the two major parts in the failure process. The crack propagation behavior is mainly affected by initial crack position except for the load and material properties. In this paper, the crack propagation model of a gear is established under the considering of crack initiation location by using extended finite element method (XFEM). The model accuracy is verified by testing results of strain and fractography by conducting the single-tooth bending fatigue experiment. The influence of crack initiation locations on subsequent crack propagation behavior is analyzed. The crack length in the tooth width direction and depth direction is faster when the initial crack is located in the middle of root surface. The crack growth rate is lower for the initial crack located in the surface close to the end surface of the gear.
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