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Application of the theory of critical distances for fatigue life assessment of spur gears

  • This study evaluates the effectiveness of the theory of critical distances (TCD) method in determining the fatigue lifetime of a spur gear. A comprehensive characterization of the material parameters necessary for critical distance calculation was performed, including the fatigue limit and crack growth threshold, as well as σ-N and ε-N curves for 16MnCr5 steel. A variety of TCD methods were applied to analyse the component, including the point method, line method, volume method, and mesh control. The results indicate that overall, the TCD method is a reliable and accurate way to predict the fatigue lifetime of spur gears. The study reveals a strong correlation between predicted and experimental crack locations and fatigue lifetime, suggesting accurate prediction using TCD and the Smith-Watson-Topper parameter. Although all TCD methods, when applied correctly, yield similar results, mesh control is the faster method and is therefore more attractive from an industrial perspective. TheThis study evaluates the effectiveness of the theory of critical distances (TCD) method in determining the fatigue lifetime of a spur gear. A comprehensive characterization of the material parameters necessary for critical distance calculation was performed, including the fatigue limit and crack growth threshold, as well as σ-N and ε-N curves for 16MnCr5 steel. A variety of TCD methods were applied to analyse the component, including the point method, line method, volume method, and mesh control. The results indicate that overall, the TCD method is a reliable and accurate way to predict the fatigue lifetime of spur gears. The study reveals a strong correlation between predicted and experimental crack locations and fatigue lifetime, suggesting accurate prediction using TCD and the Smith-Watson-Topper parameter. Although all TCD methods, when applied correctly, yield similar results, mesh control is the faster method and is therefore more attractive from an industrial perspective. The results of this study provide valuable insight for engineers and researchers in the field of fatigue analysis of spur gears and similar mechanical components.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:G. Cortabitarte, I. Llavori, J.A. Esnaola, Sergio Blasón GonzalezORCiD, M. Larrañaga, J. Larrañaga, A. Arana, I. Ulacia
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Theoretical and applied fracture mechanics
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.4 Integrität von Schweißverbindungen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier
Verlagsort:Amsterdam
Jahrgang/Band:128
Aufsatznummer:104086
Erste Seite:1
Letzte Seite:10
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Multiaxial fatigue; Spur gear; Theory of critical distances (TCD)
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradationsmechanismen
DOI:10.1016/j.tafmec.2023.104086
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-624246
ISSN:0167-8442
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:16.01.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:16.01.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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