摘要：跳出学科分工的局限性,对以齿轮为例的表面强化零件的表象疲劳极限进行综合分析.采用20CrMnTi钢制备三点弯曲小试样及齿轮试样.试样都经过同样的渗碳(并淬火及低温回火)处理,其中一半试样再经过表面喷丸强化.为了对比,还有一组小试样经过伪渗碳处理.测定了小试样表面层的残余压应力场.利用升降法确定了5×106周、应力比0.05条件下小试样和齿轮试样轮齿的弯曲疲劳极限载荷,并对各组试验中疲劳寿命最长的断口进行分析.建立有限元模型,并利用ANSYS软件计算齿轮根部的应力场.利用'疲劳源形成和疲劳极限的微细观过程理论'及'表面和内部疲劳极限'的概念对试验结果进行定量分析,并探讨根据小试样疲劳极限确定复杂零件(如齿轮)疲劳极限载荷的方法,以及表面强化工艺优化的问题.

关键词：力学行为模型化 疲劳极限 渗碳 喷丸 残余应力场 

单位：燕山大学材料科学与工程学院; 秦皇岛; 066004; 北京航空材料研究院腐蚀与防护室; 北京; 100095