A Computational Simulation of bending fatigue in spur gear with profile modification

Abstract

In this work, we conducted a modeling using the finite element method (FEM ANSYS) for determining the lifetime of Ni initiation of a crack in the straight toothed gears in 42CrMo4 steel. An additional program of finite element FRANC2D based on the principle of LEMF was used to simulate the propagation of cracks at the tooth root. The latter uses the Paris-Erdogan equation for the growth of cracks. The model presented is used to determine the propagation velocity of the crack. Acquired results we they allowed to understand the effect of the charge load on the life of spur gears on one hand, of besides part also to have the state of stresses on the crack-tip and the speed of crack propagation. This study gives the possibility of working out a plan of examination for these gears.

Key words: Simulation; Gear; Fatigue; Crack; Bending

Une simulation numérique de la fatigue en flexion d’engrenage à denture droite avec modification de profil

Dans ce travail nous avons effectué une modélisation par la méthode des éléments finis pour la détermination de la durée de vie de l’initiation Ni d’une fissure dans les engrenages droits en acier 42CrMo4. Un programme supplémentaire des éléments finis FRANC2D basé sur le principe de la MELR a été utilisé pour simuler la propagation de fissures à la racine de dent. Ce dernier utilise l'équation de Paris-Erdogan. Le modèle présenté est exploité pour déterminer la vitesse de propagation de la fissure. Les résultats obtenus nous on permit de comprendre
l'effet de l'état de chargement sur la durée de vie d'un engrenage d'une part, d'outre part aussi d'avoir l'état de contrainte au voisinage de fissure et la vitesse de propagation de fissure. Cette étude offre la possibilité d’élaborer un plan d’inspection pour ces engrenages.

Mots Clés: Simulation; Engrenage ; Fatigue; Fissure ; Flexion