王 琦，王恭义，程 凯，徐海丰，舒润民，叶笃毅

(1.浙江大学能源工程学院，浙江杭州 310027;2.上海汽轮机厂有限公司，上海 200240)

1 前 言

汽轮机转子轮槽在服役过程中通常承受叶片离心载荷作用[1]。在汽轮机启停与变负荷工况下，轮槽齿根处于拉平均应力下的交变载荷作用(如图1所示)，并由此引起轮槽结构出现疲劳失效。因此，对汽轮机转子轮槽进行疲劳寿命预测是汽轮机疲劳强度设计的重要内容之一。

图1 转子轮槽示意图(a)及其承受的交变载荷(b)Fig.1 Schematic diagram of rotor groove(a)and its carried alternating loads(b)

目前对汽轮机转子轮槽构件进行疲劳寿命预测主要是基于局部应力-应变法[2]。近年来，随着对疲劳损伤机制研究的深入，在局部应变法基础上发展起来的能量方法，以其物理意义明确、预测精度高等优点，受到了工程结构疲劳强度设计者的普遍欢迎[3-4]。疲劳寿命预测能量方法认为，材料产生不可逆疲劳损伤的根本原因是循环塑性功的累积，当累积塑性功达到临界值时，材料发生疲劳破坏[5]。Halford[6]根据塑性应变产生不可逆疲劳损伤，推导了以循环塑性应变能为基础的疲劳损伤预测模型。Golos和Ellyin[7]在塑性应变能模型基础上，进一步考虑平均应力的影响，提出了疲劳损伤总应变能理论。最近，Ayhan Ince等[8]基于循环塑性应变能，考虑正/负平均应力的影响，发展了一种基于畸变能的疲劳寿命预测模型。尽管能量法在疲劳寿命预测研究中呈现良好的发展前景，但现有的疲劳损伤能量模型大多忽略了疲劳损伤过程中的能量耗散现象[9]。……