Введение

1Механизм отказа от усталости

1.1 Основные характеристики сбоя усталости передач

• Действие циклической нагрузки: вызвано чередованием контактного напряжения и нагрузки на изгиб.
• Начало и распространение трещин: обычно проходит три этапа: начало трещин, стабильное распространение и быстрый перелом.
• Эффект концентрации напряжения: усталость может возникнуть на кривой перехода корня зуба и дефекты поверхности.

1.2 Основные способы отказов от усталости

(1) Утомление при контакте с поверхностью зуба (потоки)

• Микроскопический механизм: трещины, вызванные максимальным натяжением на подповерхности → распространяются на поверхность → расщепление материала.
• Проявления:
  • Первоначальные ямы: изолированные ямы диаметром < 1 мм.
  • Расширенные ямы: соединенные ямы, образующие зоны расщепления.
  • Макроскопическое выщелачивание: большое расщепление с глубиной > 0,2 мм.

(2) Усталость при изгибе кореня зуба

• Процесс перелома: трещины начинаются на стороне натяжного напряжения корня зуба → распространяются на сторону сжатия → разрыв зуба.
• Типичные характеристики:
  • Морфология перелома в форме раковины.
  • Видимые полоски от усталости.
  • Конечная зона перелома с грубыми зернами.

(3) Разбивка поверхности (пластическая деформация)

• Условия возникновения: чрезвычайно высокое напряжение при контакте, превышающее предельную производительность материала.
• Общие сценарии:
  • Мягкие зубные поверхности.
  • Условия работы с ударной нагрузкой.
  • Неправильная термическая обработка.

2. Теории конструкции прочности усталости

2.1 Основные теоретические рамки

• Метод стрессовой жизни (кривая S-N): подходит для усталости с высоким циклом (> 104 цикла).
• Метод длительности работы (кривая ε-N): подходит для усталости с низким циклом (< 104 цикла).
• Метод меха