赵雪彦 张青岳 温昌凯 尹宜勇 宋正河

(中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室，北京 100083)

0 引言

我国农业装备正朝着大功率、大型联合机械的方向发展。2020年中央一号文件明确指出，要加快大中型、智能化、复合型农业机械的研发与应用。作为拖拉机传动系的核心部件，转向驱动桥具有传动和承载的双重作用。随着拖拉机功率的不断提升，转向驱动桥疲劳失效屡屡出现，严重影响了农业生产活动的正常开展。为保证农业装备能提供持续、高效的田间作业能力，需结合拖拉机作业特点和转向驱动桥壳的实际受载情况，在设计之初对转向驱动桥壳进行疲劳寿命分析与预测[1-3]。

经过多年的疲劳寿命相关研究，目前已形成多种疲劳寿命分析理论与方法，如名义应力法(S-N法)、局部应力应变法(ε-N法)和应力场强法等。其中，名义应力法和局部应力应变法计算简单、应用方便，在工程实际中得到广泛应用，但是两种方法核心部分均存在大量经验公式，无法合理解释疲劳损伤的机理。应力场强法聚焦于结构应力集中点附近的极小区域，引入应力场强作为疲劳损伤的决定因素，认为疲劳损伤是从应力峰值周围的极小球体或椭圆体区域开始的，该方法可解释尺寸效应、缺口效应等因素引发的疲劳损伤，是一种极具潜力的研究方法[4]。

目前，应力场强法在应用过程中存在一定的争议。应力场强的计算主要依靠有限元软件完成，但这类软件无法直接获取相对应力梯度的大小和方向。……