徐忠海, 赫晓东, 王荣国

（1. 哈尔滨工业大学材料科学与工程博士后流动站，哈尔滨 150080；2. 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室，哈尔滨 150080）

1 引言

随着水轮发电机单机容量的不断增大，发电机电磁负荷也相应提高，定子铁心和机座的振动[1-9]及热变形产生的定子翘曲[10]也上升到一个显著的地位。国内外研究水轮发电机定子和机座的刚度、强度、振动以及定子翘曲的分析计算中遇到一些不确定参数，它们对计算分析结果有着较大的影响，但至今国内外还没有统一的数据可参考，这就是定子铁心的等效弹性常数。

本文将铁心叠片和通风槽钢分别看做两种不同的叠层，利用厚层合板模型计算定子铁心的等效工程弹性常数，并利用计算得到的铁心叠片弹性常数对其进行屈曲模拟分析。

2 等效工程弹性常数的三维计算模型

考虑一个由许多同一子层组重复铺叠而成的厚复合材料层合板[17]，并假设这个子层组的厚度和整个层合板的厚度比起来是非常小的，这样将该层合板等效为一个三维的、均匀的、各向异性的实体。取这个子层组作为这一实体的代表性体积单元，它是由N层具有正交各向异性的单向纤维复合材料薄层按任意方向铺叠而成。令x轴和y轴位于子层组的平面内，z轴垂直于该平面，如图1所示建立直角坐标系。

图1 代表性体积单元

上式中V是单元的体积，σij和εij分别为单元内任一点处的应力和应变。令单元……