李志农, 夏恒恒, 肖尧先

(南昌航空大学 航空制造工程学院， 江西 南昌 330063)



斜裂纹转子刚度特性分析

李志农, 夏恒恒, 肖尧先

(南昌航空大学 航空制造工程学院， 江西 南昌 330063)

摘要：在材料力学和断裂力学的基础上，运用应变能释放率的方法，得出斜裂纹的刚度矩阵.讨论在裂纹全开的状态时，裂纹倾角、轴细长比和裂纹深度对转轴刚度的影响，并对裂纹处于旋转时的开闭情况及相应轴的刚度变化规律进行研究.结果表明：当裂纹处于全开状态时，随着裂纹倾角的增大，裂纹的刚度随之减小，轴刚度的变化随着裂纹深度的增大更加显著；当裂纹处于开闭状态时，随着裂纹深度的增加，轴的刚度不再一直减小，而是有一定规律的波动，即时变特性，此时，轴的耦合振动随之增强，转子的动力特性变得愈加复杂.

关键词：斜裂纹； 转子刚度； 时变特性; 开裂纹; 呼吸裂纹

疲劳裂纹是旋转类机械转轴上常见的故障之一，也是引起机械系统失效的主要原因.而含裂纹轴的非线性动力学特性主要是受转轴刚度的影响.因此，如何合理地建立含裂纹的转子系统动力学模型，计算裂纹转轴的刚度显得尤为重要.当前，国内外许多学者对裂纹的刚度模型进行了研究，并取得了一些成果[1-10].然而，裂纹全开和裂纹处于开闭交替时，裂纹转轴的刚度变化规律有显著的差别.基于此，本文通过应变能释放率的方法，得到斜裂纹轴的刚度矩阵，并使用应力强度因子……