0 引言工程实际中经常遇到齿根断裂等故障，这是由于齿轮在受载啮合时，齿根部位受到较大的弯曲应力，在循环载荷下产生疲劳裂纹，最终引起轮齿折断破坏。齿轮弯曲疲劳强度是评价齿轮承载能力的关键指标，开展齿轮弯曲疲劳强度研究对提高齿轮承载能力、改善极端工况下的服役性能有十分重要的意义[1]。开展齿轮弯曲疲劳试验以获取疲劳基础数据，是进行高可靠齿轮设计的必要前提，也是齿轮疲劳寿命等服役性能最为直接、有效的评估手段[2-3]。目前，工程应用中普遍采用ISO 6336-5标准中的ML、MQ、ME等级[4]来进行齿轮疲劳强度校核，但该标准是依据几十年前的试验数据制定的。齿轮结构、材料及加工工艺的不同，其弯曲疲劳寿命也不尽相同，且可能差异明显。为了达到齿轮高功率密度和轻量化设计的要求，亟须获取当前齿轮制造水平和工艺状态的基础试验数据。随着重载服役的发展趋势和齿轮弯曲疲劳失效风险的增大，学术界和工程界对齿轮弯曲疲劳逐步重视，形成了以理论分析和试验研究为主的研究体系。Kramberger等[5]使用Coffin-Manson多轴准则预测了齿轮齿根裂纹萌生，用断裂力学预测了裂纹扩展，实现齿根疲劳裂纹全寿命预测，并研究了轮缘厚度的影响。Pedersen[6]通过使用不对称齿轮和优化刀具几何形状，显著降低了弯曲应力。Winkler等[7]认为评估齿根弯曲强度时，磨削区会导致不确定性；开展了磨削区对渗碳齿轮弯曲强度影响的试验研究，结果表明，磨削区域对渗碳齿轮弯曲强度有不同的影响。目前，工程中使用的渗碳钢材的铸锭工艺主要有模铸锭、连铸坯和电渣锭。开展铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响研究，对齿轮抗疲劳精益设计和成本控制有十分重要的意义。模铸法是由液态钢水在模具内冷却形成模铸锭，是一种传统的金属冷却成型技术；连续浇铸是钢水不断通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，继续喷水冷却，待完全凝固后切割成坯料的铸造工艺。连续浇铸技术发展迅速，如今已成为冶金工业中金属凝固成型的主流技术[8-9]。连铸技术的广泛应用，导致模铸锭生产比例不断减少，但在一些关键零部件制造和某些特殊领域中，模铸法有着不可替代的地位。在核电、水电、火电、风电等领域，一些高合金含量、大断面的坯料，仍采用模铸方式生产[10]；在中国和美国军标中明确规定了若干场合不得采用连铸钢材，而只能采用模铸钢材[11]。近年来，随着电渣冶金技术的不断突破和产量逐年增长，电渣锭开始大量用于高功率密度、高可靠性要求的零件上。电渣锭是在原炼钢工艺基础上增加了一道通过电极消耗钢水中杂质的工序，大大提高了钢的纯净度，改善了铸锭结晶。电渣锭组织致密、成分均匀、表面光洁，产品使用性能优异，生产灵活、工艺稳定、过程可控、经济合理，是21世纪生产优质合金钢及超级合金的主要手段之一[12]。3种铸锭工艺各有长短，应用范围也有所差异。目前，国内外针对模铸锭、连铸坯和电渣锭齿轮弯曲疲劳性能差异的研究极其缺乏。本文在Zwick高频疲劳试验机上以单齿对称加载形式开展了不同铸造工艺18CrNiMo7-6齿轮的升降法弯曲疲劳试验，获取了不同可靠度下的弯曲疲劳极限，探究了铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳极限的影响。开展升降法齿轮弯曲疲劳试验的时间和材料成本是高昂的，GB/T 14230—2021中规定，升降法的弯曲疲劳极限值至少需要20个有效数据点[13]7-10，测试时间至少1个月。这对于部分齿轮弯曲疲劳极限测试来说不易满足。Locati快速测定法是仅需1个或数个试验数据点就能获取一个相对可靠的弯曲疲劳极限值的方法，它适用于初步的疲劳强度测试试验和生产质量控制[14]。Locati快速测定法因具有较高的效率与良好的经济性而广泛地应用在齿轮疲劳极限测试试验当中。本文采用Locati快速测定法对模铸锭、连铸坯和电渣锭齿轮进行了弯曲疲劳极限测试试验，并将结果与升降法获得的弯曲疲劳极限进行对比，验证了该快速测定法的有效性。1 试验齿轮18CrNiMo7-6低碳高合金钢具有较高的强度、韧性和淬透性，被广泛应用于重型机械装备齿轮传动中[15]。为了满足齿轮箱高功率密度和高可靠度要求，试验齿轮采用18CrNiMo7-6低碳合金钢制造，其化学成分见表1。试验齿轮由18CrNiMo7-6的3种不同铸锭制造而成，根据铸造工艺将试验齿轮分为3组：模铸锭（Ⅰ组）、连铸坯（Ⅱ组）、电渣锭（Ⅲ组）。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T001表118CrNiMo7-6齿轮钢的化学成分Tab. 1Chemical compositions of 18CrNiMo7-6 gear steel元素质量/%元素质量/%C0.17~0.19Mo0.28~0.29Si0.23~0.27Al≤0.034Mn0.67~0.72Cu≤0.052Cr1.63~1.66P≤0.008Ni1.58~1.62S≤0.002试验齿轮的主要几何参数如表2所示。为了能代表风电行业的工业应用齿轮，并满足标准GB/T 14230—2021中推荐的试验齿轮的几何要求[13]11-12，专门设计了试验齿轮的几何形状。不同铸锭工艺试验齿轮的几何设计参数都是一样的，并且严格按照设计参数制造，以比较出不同铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳极限的影响。试验齿轮齿数为24，模数为5 mm，齿宽为30 mm。试验齿轮除了铸锭工艺不同外，其余的加工过程、热处理、生产周期均相同，目的是量化不同铸锭工艺对弯曲疲劳性能的影响。在齿轮制造完成后，通过测量齿轮的宏观和微观几何形状、表面粗糙度、材料硬度和表面残余应力等参数来检查试验齿轮，确定试验齿轮达到了5级的ISO精度等级要求，硬度和显微硬度轮廓测量证实符合设计规范。图1所示为试验齿轮图纸及实物。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T002表2试验齿轮基本参数Tab. 2Basic parameters of test gears名称参数名称参数模数/mm5基圆直径db/mm112.764齿数z24齿顶圆直径da/mm134压力角α/（°）20齿根圆直径df /mm110.860螺旋角β/（°）0齿宽b/mm30±0.1变位系数x0.486跨4齿公法线长度W4/mm55.005-0.103-0.066节圆直径d/mm120齿轮精度/级5图118CrNiMo7-6试验齿轮Fig. 118CrNiMo7-6 test gear10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F1a110.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F1a2渗碳淬火等热处理工艺广泛应用于齿轮表面强化，其通过在齿轮表面形成较硬的硬化层、同时保持芯部的韧性来提升齿轮疲劳性能及承载能力[16]。这一过程将产生硬度梯度，引入初始残余应力，可使得硬化层的材料强度随着深度也呈现梯度分布特征[17]。本试验所用齿轮均经过渗碳淬火处理，渗碳硬化层为1.0~1.3 mm，表面硬度为58~62 HRC，心部硬度为30~45 HRC。齿轮的表面完整性对弯曲疲劳极限有很大影响，需测量不同铸造工艺状态齿轮的齿根残余应力、硬度梯度和表面粗糙度，协助评估其弯曲疲劳强度。测量表征流程如图2所示。图2齿轮表面完整性的表征流程Fig. 2Characterization process of gear surface integrity硬度计10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F2a1（a）残余应力测量（b）粗糙度测量（c）全自动镶嵌机10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F2a2（d）LAP-1000型抛光机（e）试样 （f）MHVS-1000AT型采用μ-X360s型便携式X射线衍射仪测量试验齿轮齿根处的残余应力，如图2（a）所示。该设备基于二维cos α原理进行测量[18]，选择测量角为35°的Cr靶材作为探针。X射线衍射仪的工作电压为30 kV，电流小于5 mA。每种工艺加工的齿轮取3个试样，每个试样取3个测试点，每个测试点反复测试3次，最后，对27个测试值取平均值以减小测量误差。渗碳淬火磨削工艺后，模铸锭齿轮（Ⅰ组）的残余应力为-603.83 MPa，连铸坯齿轮（Ⅱ组）的残余应力为-642.87 MPa，电渣锭齿轮（Ⅲ组）的残余应力为-564.89 MPa。可见，连铸坯齿轮的齿根残余应力幅值最高；模铸锭齿轮次之；电渣锭最小，但仍保证了500 MPa以上的压应力幅值。采用MFT-5000型白光干涉仪测量试验齿轮齿根的表面形态，如图2（b）所示。选择测试区域为0.9 mm×1.1 mm。受表面几何形状的影响，白光干涉仪得到的初始表面形貌具有曲率和倾斜度[19]。为计算获得精确的粗糙度，通过Gwyddion软件去除曲率和倾斜度。对每个测试点测试3次最大轮廓高度Rz，取平均值。经过测量发现，Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的最大轮廓高度Rz均为13 μm，可见不同铸锭工艺齿轮齿根的表面粗糙度并无差异。在测量齿根硬度梯度之前，开展线切割—镶嵌—打磨—抛光制样流程。切割完成后，采用LHW-2000W型全自动镶嵌机对试样进行镶嵌，然后采用LAP-1000型抛光机对试样进行打磨、抛光，如图2（c）、图2（d）所示。打磨砂纸粒度从180#~2000#，每种粒度下打磨5 min，压力2 MPa，转速100 r/min。最后试样表面抛光8 min。采用MHVS-1000AT型洛氏硬度计测试试样的齿根硬度梯度，如图2（f）所示。试验力500 g，保荷时间15 s，显微镜放大倍数40×。从齿根表面到1 mm深度，测试间隔取50 μm；1~2 mm深度，测试间隔取100 μm；2~3 mm深度，测试间隔取200 μm；3~4 mm深度，测试间隔取500 μm。每种工艺加工的齿轮取3个试样，每个试样测量2条深度梯度曲线，最后计算取平均值。3组不同工艺状态的硬度梯度测量结果如图3所示。发现Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的齿根处硬度最大值分别为652 HV、687.95 HV和652.05 HV，总体上随着深度的增加，硬度逐渐降低。Ⅱ组的硬度略高于其他两组，Ⅰ组和Ⅲ组硬度梯度差异不大，总体差异在5.2%以内。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F003图33种铸锭状态齿轮的硬度梯度Fig. 3Hardness gradient of gears in three ingot states2 齿轮弯曲疲劳试验2.1　升降法齿轮弯曲疲劳强度极限试验方法通常有运转型[20-21]和脉动型弯曲疲劳试验[22-23]。脉动型弯曲疲劳试验因具有更高的效率和良好的经济性，已成为目前测试齿轮弯曲疲劳极限最常用的方法，本文采用脉动型弯曲疲劳试验法。试验采用Zwick/Roell Vibrophore 1000型高频疲劳试验机，如图4所示，设备基本参数如表3所示。其最大静载荷可达1 000 kN，适用于模数2.5~50 mm、齿顶圆直径49~1 000 mm齿轮的弯曲疲劳试验。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F004图4Zwick/Roell Vibrophore 1000型疲劳试验机Fig. 4Zwick/Roell Vibrophore 1000 fatigue testing machine10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T003表3Zwick/Roell Vibrophore 1000型疲劳试验机基本参数Tab. 3Basic parameters of Zwick/Roell Vibrophore 1000 fatigue testing machine基本参数数值基本参数数值最大静载荷/kN1 000动态加载精度/%2静态加载精度/%1最大加载频率/Hz150最大动载荷/kN±500频率分辨率/Hz0.01脉动法弯曲疲劳试验中，正确装夹齿轮的原则：压头水平面在加载点处与齿廓相切，加载力作用线与齿轮基圆相切。本次试验采用跨5齿、单齿对称加载方式，齿轮装夹方式如图5所示。试验齿轮基圆半径为56.382 mm，加载点D到齿轮中心半径为66.320 mm，跨5齿公法线长度W为69.84 mm，夹具一端到上、下齿廓的距离d1、d2均为125.58 mm。装夹齿轮时，借助千分尺确定d1、d2和W的尺寸，即可保证加载力Fn准确作用在加载点D上，且上下对称、受力均匀。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F005图5齿轮装夹几何尺寸图Fig. 5Geometric dimension of gear clamping单齿加载法是以载荷作用于单对齿啮合区外界点为基础进行计算。根据已确定的D点位置，试验齿轮齿根应力按国标GB/T 14230—2021中公式（2）计算，即σF'=FtYFDYSDbmYSTYNTYδrelTYRrelTYX （1）式中，Ft为加载点D所在圆的切向力，N；YFD为载荷作用于D点的齿形系数；YSD为载荷作用于D点的应力修正系数；b为齿宽，mm；m为齿轮模数，mm；YST为应力修正系数；YNT为弯曲强度计算的寿命系数；YδrelT为相对齿根圆角敏感系数；YRrelT为相对齿根表面状况系数；YX为弯曲强度计算的尺寸系数。参考国家标准GB/T 3480.3—2021计算齿根弯曲应力各参数[24]，得到各参数值如表4所示。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T004表4齿根应力参数计算结果Tab. 4Calculation results of tooth root stress parameters参数数值参数数值YFD2.013YRrelT0.985 2YSD1.989 6YX1.0YST2.0YNT1.0YδrelT1.006在实际试验中，当加载力为0时，会造成加载压头、试验齿轮、夹具等的损坏，因此，在试验中必须保证有一个最小的加载力[25]，即循环特性系数γF≠0，本试验循环特性系数γF取0.05[26-27]。数据处理时，应将实际齿根应力换算为γF=0时的脉动循环齿根应力σF，转换公式为σF=(1-γF)σF'1-γFσF'σb+350 （2）式中，σb为齿轮材料的抗拉强度，MPa。对试验齿轮的钢材进行拉伸试验，得到模铸锭、连铸坯和电渣锭钢的抗拉强度分别为1 223 MPa、1 224 MPa、1 470 MPa。根据经验预估一个初始应力开始摸底试验，如果试验齿在设定的循环次数（本试验取3×106次）前疲劳失效，则降低1个应力级继续试验，否则下一次试验升高1个应力级。出现以下两种现象则视为疲劳失效：① 加载频率降低≥5%；② 试验齿轮齿根观察到裂纹或发生断齿。应力间隔需要根据经验和摸底试验来选取，一般需要保证至少有4个应力级[28-29]。2.2　Locati快速测定法采用升降法可以获得一个相对准确、可靠的弯曲疲劳极限值，但需要付出的时间和试验材料成本也是高昂的。在一些工业应用领域，升降法的试验周期及成本投入难以被接受，急需一种时间短、成本低的试验方法。Locati快速测定法基于Miner线性疲劳损伤假说[30]，Miner理论认为，材料在交变载荷作用下，都有一定的寿命，应力每循环一次，就会对材料造成微量的损伤，这种损伤是不可逆且逐渐累积的，其疲劳损伤总和是一个常数，一般这个常数等于1，当达到材料的寿命极限时，材料发生疲劳失效[31]。Locati快速测定法示意图如图6所示。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F006图6Locati快速测定法示意图Fig. 6Schematic diagram of the Locati methodLocati快速测定法是在一个测试齿上通过阶梯增量加载来快速获取疲劳极限应力的试验方法。试验前，依据文献资料和经验预估一个疲劳极限σlim，将其作为初始应力级开始试验，每个应力级循环n次，循环结束则进入高应力级，若发生疲劳失效则结束。应力间隔Δσ需要结合试验经验选取，最高应力级不大于2倍的预估弯曲疲劳极限。根据以往试验经验，预估模铸锭、连铸坯、电渣锭齿轮的弯曲疲劳极限应力分别为613.45 MPa、623.90 MPa和580.23 MPa，阶梯应力间隔分别取20.92 MPa、20.94 MPa和10.32 MPa，设定各应力级循环次数n为3×104次，如表5所示。随后，依据预设参数开展Locati快速测定法弯曲疲劳试验。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T005表5Locati快速测定法预设参数Tab. 5Preset parameters of the Locati method试验齿轮初始预估弯曲应力σi/MPa设定循环次数n模铸锭齿轮613.453×104连铸坯齿轮623.90电渣锭齿轮537.673 结果与讨论3.1　升降法弯曲疲劳极限开展齿轮弯曲疲劳极限的升降法试验，每种铸锭状态齿轮得到20个有效试验数据点。根据式（3）、式（4），得到50%可靠度下的中值载荷。3组齿轮的试验数据及处理结果如图7所示。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F00710.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T006加载力/kN加载力水平i频数fiifii2fi疲劳极限62251020σlim,50%=609.26 MPa601333σlim,99%=559.01 MPa580200s=2.07 kN载荷间隔：d=2 kN N=10 A=13 B=2310.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F00810.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T007加载力/kN加载力水平i频数fiifii2fi疲劳极限642124σlim,50%=619.71 MPa621666σlim,99%=589.08 MPa600300s=1.26 kN载荷间隔：d=2 kN N=10 A=13 B=2310.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F00910.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T008图73组铸锭状态齿轮升降法试验结果Fig. 7Test results of gear staircase method for three groups of ingots加载力/kN加载力水平i频数fiifii2fi疲劳极限582248σlim,50%=553.46 MPa561333σlim,99%=503.67 MPa540520s=2.07 kN载荷间隔：d=2 kN N=10 A=7 B=11F50%=F0+(AN-12) （3）式中，F0为出现失效点的加载力，kN；A=∑(ifi)；N=∑fi。标准差s为s=0.53d,BN-A2N20.31.62d(BN-A2N2+0.029),BN-A2N2≥0.3 （4）式中，B=∑(i2fi)。尽管脉动型弯曲疲劳试验拥有很高的效率，但二者之间仍有一定差异。为了补偿二者之间差异性，经大量试验研究，引入转换系数fp，取0.9[32]。由式（5）可得到不同可靠度下的疲劳极限值。uR为正态分布的分位数，查正态分布表可得[33]。σFlim,R=fp(F50%+uRs) （5）试验发现，模铸锭、连铸坯、电渣锭齿轮在50%可靠度下的弯曲疲劳极限分别为609.26 MPa、619.71 MPa和553.46 MPa，99%可靠度下的弯曲疲劳极限分别为559.01 MPa、589.08 MPa和503.67 MPa。50%可靠度下，连铸坯齿轮的抗弯曲疲劳性能最好，模铸锭齿轮略低于连铸坯齿轮，二者相比电渣锭齿轮弯曲疲劳极限分别高出11.97%和10.08%。这种现象也符合齿根残余应力和硬度对齿轮弯曲疲劳极限影响的规律。理论上，电渣锭钢材具有更好的机械性能[34]，应该表现出比模铸锭、连铸坯齿轮更好的抗疲劳性能。但试验结果表明，该电渣重熔技术还不够成熟，在工业生产实践中有待完善。随着电渣重熔技术的不断发展和推广，电渣锭在将来会有更大的应用前景。3.2　Locati快速测定法弯曲疲劳极限在Locati快速测定试验开始前，依据文献资料和试验经验，对模铸锭、连铸坯和电渣锭试验齿轮设3条可靠度为50%的主参考曲线方程，再将主参考曲线向上、向下平移得到参考曲线方程1、方程2，如表6所示。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T009表6参考曲线方程Tab. 6Reference curve equations参考曲线方程Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组参考曲线方程1σ7.593N=9.243 6×1026σ9.066 2N=5.21×1030σ8.051 5N=1.881 7×1027主参考曲线方程σ7.593N=6.336 1×1026σ9.066 2N=7.69×1030σ8.081 5N=6.221 3×1027参考曲线方程2σ7.593N=4.391 9×1026σ9.066 2N=2.1×1031σ8.081 5N=8.166 4×1027开展齿轮弯曲疲劳极限的Locati快速测定法试验，每种铸锭状态齿轮得到3个有效试验数据点，共9个有效试验数据点。不同铸锭工艺齿轮的Locati快速测定法弯曲疲劳试验数据如图8所示，试验结果处理如表7所示。图83组铸锭状态齿轮的Locati快速测定法试验数据Fig. 8Test data of Locati method for three groups of ingot state gears10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a110.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a210.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a310.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a410.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a510.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a610.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a710.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a810.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F10a910.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T010表73组铸锭状态齿轮的Locati快速测定法试验数据处理结果Tab. 7Test data processing results of Locati method for three groups of ingot status gears参考曲线方程疲劳极限/MPa∑(n/N)试件1试件2试件3模铸锭方程1629.820.520 00.534 20.658 1主方程599.260.758 60.779 40.960 1方程2571.021.094 41.124 41.385 2连铸坯方程1583.783.095 41.248 11.892 2主方程609.372.097 90.845 91.282 4方程2680.800.768 00.309 60.469 5电渣锭方程1500.151.467 31.048 81.293 2主方程580.230.443 80.317 20.391 1方程2600.170.338 10.241 70.298 0对表7中的试验数据整理计算，通过插值法求解∑(n/N)=1，获得齿轮弯曲疲劳极限。模铸锭齿轮3组试件的弯曲疲劳极限分别为578.89 MPa、581.06 MPa、596.53 MPa；连铸坯齿轮3组试件的弯曲疲劳极限分别为660.81 MPa、599.33 MPa、625.08 MPa；电渣锭齿轮3组试件的弯曲疲劳极限分别为530.47 MPa、504.03 MPa、521.19 MPa。结果汇总如图9所示。图9基于Loacati快速测定的插值法求解结果Fig. 9Solution results of interpolation method based on the Loacati method10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F11a110.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F11a210.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.F11a3基于Locati快速测定法，获得模铸锭、连铸坯、电渣锭齿轮的弯曲疲劳极限平均值分别为585.49 MPa、628.41 MPa、518.56 MPa。与升降法的50%可靠度下的齿轮弯曲疲劳极限比较，平均相对差异分别为3.90%、-1.40%、6.31%，单个试验点的最大差异为4.98%、-6.63%和8.93%。比较情况如表8所示。Locati快速测定法单个试验点的误差范围为-6.63%~8.93%，3组齿轮的平均差异控制在7%以内，表明通过1~3个试验点的Locati测定即可满足工程实际应用要求。10.16578/j.issn.1004.2539.2023.04.001.T011表8两种方法的弯曲疲劳极限计算结果比较Tab. 8Comparison of bending fatigue limit calculation results of the two methods升降法疲劳极限/MPaLocati法疲劳极限/MPa相对差异/%Locati法疲劳极限均值/MPa平均差异/%模铸锭609.26578.894.98585.493.90581.064.63596.532.09连铸坯619.71660.81-6.63628.41-1.40599.333.29625.080.87电渣锭553.46530.474.15518.566.31504.038.93521.195.834 结论针对铸锭状态对齿轮弯曲疲劳性能的影响，开展了基于升降法和Locati快速测定法的不同铸锭状态的18CrNiMo7-6渗碳齿轮弯曲疲劳极限试验，并评估了铸锭状态对齿轮弯曲疲劳极限的影响和Locati快速测定法的有效性，具体结论如下：（1）基于国家标准GB/T 14230—2021规定的升降法，获得模铸锭、连铸坯、电渣锭齿轮在50%可靠度下的弯曲疲劳极限分别为609.26 MPa、619.71 MPa、553.46 MPa。其中，连铸坯齿轮弯曲疲劳性能最好，模铸锭齿轮次之，二者相比电渣锭齿轮弯曲疲劳极限分别提高11.97%和10.08%。（2）基于Locati快速测定法的连铸坯、模铸锭、电渣锭齿轮弯曲疲劳极限分别为628.41 MPa、585.49 MPa和518.56 MPa。与升降法结果相比，差异分别为3.90%、-1.40%和6.31%，表明在试件数量、时间、成本有限情况下，Locati快速测定法是一种高效、可靠的齿轮弯曲疲劳极限测试方法。（3）Locati快速测定法单个试验点的误差范围为-6.63%~8.93%，3组重复测试后平均误差控制在7%以内，表明通过1~3个试验点的Locati测定即可满足工程实际应用要求。（上接第89页）［4］ 韩同银，杜命刚，尚艳亮，等.产业化趋势下装配式建筑发展策略研究［J］.铁道工程学报，2020，37（7）：106-112.HAN Tongyin，DU Minggang，SHANG Yanliang，et al.Research on the development strategy of prefabricated construction under industrialization trend［J］.Journal of Railway Engineering Society，2020，37（7）：106-112.［5］ 赵霞.建筑工业4.0视角下基于BIM的建筑集成设计方法研究［D］.北京：北京交通大学，2015：23-32.ZHAO Xia.BIM-based construction integrated design method on the view of construction industry 4.0［D］.Beijing：Beijing Jiaotong 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