齿轮接触疲劳问题是限制直升机、风电、舰船等高端装备向高功率密度、长寿命、高可靠性发展的重要因素。影响齿轮接触疲劳失效的因素多源复杂。齿轮宏观几何形貌、润滑条件、载荷激励等结构工况因素会直接影响齿轮接触服役行为;表面粗糙度、硬度梯度、残余应力等表面完整性特征也与齿轮接触疲劳失效形式息息相关。除此之外,齿轮材料微观结构特征也在其疲劳性能中起着重要作用。尽管目前已有的滚动接触疲劳相关研究考虑了材料微观结构特征的影响,但大都忽略了材料内部晶体各向异性力学性能描述,缺少对长期循环受载关键材料点力学性能退化过程的科学认识,齿轮服役过程中细观尺度上的疲劳损伤演变及其内在机理亟待进一步探究。因此,突破传统基于材料均质性假设的齿轮疲劳分析方法的局限,构建细观尺度上晶体塑形耦合损伤的齿轮接触疲劳数值模型,研究齿轮材料微观结构、晶体力学性能退化对齿轮接触疲劳失效的影响,具有重要的理论价值和工程意义。本文以某2MW风电齿轮为研究对象开展齿轮接触疲劳失效机理研究,构建耦合晶体微结构滑移系损伤特征的齿轮接触疲劳分析数值模型,从材料微结构、疲劳损伤累积、晶体力学性能退化层面揭示齿轮接触疲劳损伤机理。本文主要研究内容如下:（1）构建晶体塑性耦合损伤理论的齿轮接触疲劳数值模型。通过试验测试与Voronoi计算机图形学方法开展齿轮材料微观结构测试表征与几何拓扑重构的研究,使用Python编程实现齿轮近表层材料微观结构特征导入,基于Fatemi-Socie多轴疲劳准则推导滑移系上损伤参量,并将损伤与晶体塑性理论耦合,引入滑移系背应力的演化以考虑齿轮循环载荷条件对应力-应变响应的影响,基于ABAQU UMAT用户自定义子程序编程开发细观尺度的疲损伤本构方程,构建晶体塑性耦合损伤齿轮接触疲劳数值模型。（2）晶体塑性耦合损伤齿轮接触疲劳本构参数的确定。齿轮接触疲劳晶体塑形耦合损伤本构中含有系列的参数,为了准确描述齿轮接触疲劳进程中近表层关键材料点的力学响应,需要对本构参数进行拟定,通过构建两种不同单轴拉伸模型,探究不同单晶体材料本构参数、晶粒个数、模型几何尺寸对宏观多晶体力学性能的影响,并确定本构参数。（3）细观尺度上齿轮接触疲劳损伤行为研究。基于构建晶体塑性耦合损伤数值模型,开展齿轮高周疲劳损伤数值模拟,对比分析晶体各向异性的引入对次表层应力应变分布的影响,研究循环受载后齿轮次表层应力应变场演化、疲劳损伤的累计以及各晶体滑移系上材料弹性常数以及滑移系临界剪切强度等力学性能随循环次数退化过程,实现细观尺度上齿轮接触疲劳损伤演化描述,探究齿轮接触疲劳失效的内在机制。（4）开展齿轮接触疲劳损伤参数影响研究。研究齿轮服役中不同载荷水平对接触力学状态、损伤累积和性能退化的影响规律,探究不同初始晶体取向特征对齿轮接触疲劳裂纹萌生位置和疲劳寿命的影响,总结齿轮运行工况载荷和微观结构特征对其接触疲劳行为的影响规律,为高性能齿轮的抗疲劳设计制造提供理论支撑。