附件C：譯文

用邊界元法優(yōu)化齒輪輪齒形狀來降低齒根應力并用光彈性實驗證明
Vasilios A. Spitas, Theodore N. Costopoulos1, Christos A. Spitas
摘要：這篇文章介紹了無量綱齒輪的概念來使齒輪應力最小化。與其它已存在的方法相比這種建模方法減少了設計變量總數(shù)來顯著減少計算時間。應力計算不是用建立受載齒輪模型及用用邊界元分析在優(yōu)化過程中的每一步迭代重復計算齒根應力的方法來計算的，而是通過先對無量綱模型用邊界元法計算出數(shù)值，(這種無量綱模型對應于不同設計參數(shù)的組合),再對計算出的數(shù)值用插值法進行計算。優(yōu)化時運用復合形法，并對最優(yōu)齒輪和標準齒輪在相同傳遞扭矩是對齒根應力進行比較。通過這種方法齒根應力可減少36.5%。齒根應力的減少通過二維光彈性實驗已得到了證實。
關鍵詞：直齒，齒根應力，邊界元法，優(yōu)化，復合形法，光彈性效應

1 引言
計算力學和結構優(yōu)化的發(fā)展推動了數(shù)值模擬技術的發(fā)展，這種數(shù)字建模技術已被用于齒輪傳動設計中以生成特定齒輪副的優(yōu)化設計(Lintvin[1])。但是，我們不得不承認(Ciavarella[2])每個單獨的齒輪都有許多設計參數(shù)，在每一步都重復進行大量引力分析的實時優(yōu)化在實際設計中是不可行的。為克服這種差異，研究人員在研究非標準齒輪時要么用經(jīng)驗公式(Pedrero[3])，要么通過假設力是作用在齒頂來進一步簡化問題(Rogers[4])，從而導致了計算結果不可靠。
本文介紹了一種新的齒輪建模的概念，這種建模方法是通過用一對齒輪副的重合度來確定載荷的作用點。通過使用無量綱齒輪并結合在齒輪副重合度(ε)中嚙合齒輪的所有參數(shù)來使問題簡化，這種方法沒有使用標準的設計參數(shù)并將總參數(shù)個數(shù)從7個減少至3個。每個齒輪都進行這樣的幾何建模并隨著重合度的不同，載荷作用點也不同，接著用邊界元分析計算齒根應力的最大值。并將結果填在一張應力表中用來描述給定齒的特征，這張表能被包括在優(yōu)化算法中，在算法中所有需要的中間值可以通過插值法很快計算出來。
這種新的建模技術和標準的建模技術相比使得計算結果更精確，而計算時間更少。另外，因為引入了應力表的概念，這種技術能用模塊化方法很快的解決任