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研究生:林其生
研究生(外文):LIN,QI-SHENG
論文名稱:以邊界元素法分析接觸應力下的裂紋
指導教授:劉昭華劉昭華引用關係
指導教授(外文):LIU,ZHAO-HUA
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:79
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:邊界元素法接觸應力裂紋應力場破裂力學理論硬化層
外文關鍵詞:(BOUNDARY-ELEMENT-METHOD-BEM)(STRESS-FIELDS)(FRACTURE-MACHANICS)(CASE)
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本論文是以破裂力學理論(Fracture Machanics)為基礎,以邊界元素法(Boundary El
ement Method BEM) 為工具,並且使用副區域(method of subregions)、二次元素(q
uadratic elements)、四分點元素(quarter point elements)以及奇異曳引力四分點
元素(traction singular quarter point elements)等數值分析的技巧;來模擬線性
彈性體內有裂紋存在時,受外力作用後,裂紋上下層物理量不連續的奇異性(singula
rity) 以及表現線性彈性體內不同位置的應力場(stress fields) 與應變場(strain
fields) 等特性;之後,求得裂紋尖端元素的應力強度因子(stress intensity fact
ors SIF),作為判斷裂紋是否延伸的依據。
本論文所研究的問題是以懸臂梁的模式來模擬齒輪單齒受力的情況;一般齒輪為了增
加表面的抗磨性、耐壓性,最常用的方法是表面熱處理,例如調質、滲碳、高週波等
;經過表面熱處理之後,不但提高了齒面硬度,也增加了表面面壓疲勞強度,以防止
齒面慢性破壞的問題;但是,表面熱處理也會有後遺症的產生,容易在硬化層(case)
與心部(core)之間的交接處(subcase) 產生裂紋;本論文就是要分析齒輪在傳遞負荷
時,齒面受到集中性的接觸應力(contact stresses)作用下,齒輪內部的水平與垂直
裂紋(subsurface horizontal and vertical cracks) 的應力強度因子;並且探討應
力強度因子與受力點、磨擦系數、裂紋位置、裂紋長度等因素的關係。在分析時,雖
以齒輪為例;但本論文所採用的方法與技巧,可廣泛的應用在各種受接觸應力作用的
構件上。

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