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Rolling contact fatigue of coupled EHL and anisotropic polycrystalline materials

材料科学 各向异性 有限元法 方位(导航) 润滑 晶界 微观结构 沃罗诺图 微晶 离散元法 复合材料 机械 结构工程 冶金 几何学 工程类 物理 数学 量子力学 天文
作者
Akhil Vijay,Farshid Sadeghi
出处
期刊:Tribology International [Elsevier BV]
卷期号:169: 107479-107479 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.triboint.2022.107479
摘要

Fatigue failure in rolling element bearings (REBs) is a highly stochastic process influenced by the anisotropy of bearing material and the coupled elastohydrodynamic lubrication (EHL). In this investigation, the finite element method (FEM) was used to couple the effects of anisotropic bearing steel microstructure and EHL. This FEM framework was used to investigate RCF failure in line EHL contacts. The granular bearing steel microstructure was modeled using Voronoi tessellations, where each grain is modeled as cubic elastic material to simulate anisotropy. Continuum damage mechanics and cohesive element method were used to model RCF crack evolution along the grain boundaries. The damage accumulation in the cohesive grain boundaries was used to model the crack initiation and propagation and estimate fatigue life. The life predictions from the model show the effect of anisotropy and EHL in RCF and exhibit a strong stochasticity that is characteristic of bearing failures observed in the open literature.
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