Aplicación de la teoría de distancias críticas para la evaluación de la vida a fatiga de engranajes rectos

• G. Cortabitarte ^[1] ; I. Llavori ^[1] ; J.A. Esnaloa ^[1] ; S. Blasón ^[2] ; M. Larrañaga ^[1] ; J. Larrañaga ^[1] ; A. Arana ^[1] ; I. Ulacia ^[1]
  1. [1] Universidad de Mondragón/Mondragon Unibertsitatea

     Universidad de Mondragón/Mondragon Unibertsitatea

     Mondragón, España

     
  2. [2] Dept. of Component Safety, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Unter den Eichen 87, 12205 Berlin, Germany
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 7, 2024, págs. 193-198
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    En este estudio, se examina la eficacia del Método de Distancias Críticas (TCD) para determinar la vida a fatiga de un engranaje recto. Se ha llevado a cabo una caracterización exhaustiva de los parámetros del material necesarios para el cálculo de la distancia crítica, abarcando el límite de fatiga y el umbral de crecimiento de grietas, así como las curvas σN y ε-N para el acero 16MnCr5. Diversas metodologías de TCD han sido aplicadas para analizar el componente, incluyendo el método de punto, el método de línea, el método de volumen y el control de malla. Los resultados indican que, en términos generales, el método de TCD constituye una vía fiable y precisa para predecir la vida a fatiga de engranajes rectos. El estudio revela una sólida correlación entre las ubicaciones de las grietas y la predicción de vida a fatiga, en comparación con los resultados experimentales, lo que sugiere una predicción precisa mediante el uso del TCD y el parámetro SmithWatson-Topper. Aunque todos los métodos de TCD, cuando se aplican correctamente, arrojan resultados similares, el control de malla se destaca como el método más eficiente y, por ende, más atractivo desde una perspectiva industrial. Los hallazgos de este estudio proporcionan una perspectiva valiosa para ingenieros e investigadores en el ámbito del análisis de fatiga de engranajes rectos y componentes

  • English

    In this study, the effectiveness of the Theory of Critical Distances (TCD) method for determining the fatigue life of a spur gear is examined. A comprehensive characterisation of the material parameters required for the critical distance calculation has been carried out, covering the fatigue limit and crack growth threshold, as well as the σ-N and ε-N curves for 16MnCr5 steel. Various TCD methodologies have been 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 life of spur gears. The study reveals a strong correlation between crack locations and fatigue life prediction compared to experimental results, suggesting an accurate prediction using TCD and the Smith-Watson-Topper parameter. Although all TCD methods, when applied correctly, yield similar results, mesh control stands out as the most efficient method and, therefore, the most attractive from an industrial perspective. The findings of this study provide valuable insights for engineers and researchers in the field of spur gear and component fatigue analysis.