一种基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法
专利汇可以提供一种基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于应变能理论的横断型斜裂纹 转子 变 刚度 特性计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)无裂纹转子轴单元弹性应变能计算；2)无裂纹转子轴单元的位移计算；3)三种类型裂纹转子轴应 力 密度 因子计算；4)裂纹引起的转子轴单元外加弹性应变能计算；5)裂纹引起的转子轴单元外加位移计算；6)裂纹转子轴单元柔度系数计算；7)基于静平衡变换的变刚度特性求解。本发明的有益效果是，方法设计合理，计算精确。，下面是一种基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法专利的具体信息内容。
1.一种基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)无裂纹转子轴单元弹性应变能计算；
2)无裂纹转子轴单元的位移计算；
3)三种类型裂纹转子轴应力密度因子计算；
4)裂纹引起的转子轴单元外加弹性应变能计算；
5)裂纹引起的转子轴单元外加位移计算；
6)裂纹转子轴单元柔度系数计算；
7)基于静平衡变换的变刚度特性求解。
2.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度
特性计算方法，其特征在于，所述无裂纹转子轴单元弹性应变能计算式为：
式中M1、M2为弯矩，T为扭矩，F为轴向力。G为刚性
模量，E为杨氏弹性模量。/为裂纹截面惯性矩，/0为裂纹截面极惯矩。
3.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚
度特性计算方法，其特征在于，所述无裂纹转子轴单元的位移计算式为：
4.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法，其特征在于，所述三种类型裂纹转子轴应力密度因子计算式为：
张开模式S/F：
滑移模式S/F：
剪切模式SIF：
其中
5.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法，其特征在于，所述裂纹引起的转子轴单元外加弹性应变能计算式为：
式中E′＝E/(1-v)且η＝1+v。
v为泊松比，KIi|E为裂纹位移张开模式的应力密度因子，KIIi|E为裂纹位移滑移模式的应力密度因子，KIIIi|E为裂纹位移剪切模式的应力密度因子，i＝1，...，6。
6.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚
度特性计算方法，其特征在于，裂纹引起的转子轴单元外加位移计算式为：
式中J(A)|E为采用欧拉梁单元建模时根据断裂力
学概念给出的应变能密度函数，由权利要去5所述的式求得。
7.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法，其特征在于，所述裂纹转子轴单元柔度系数gij|E计算式为：
8.根据权利要求1所述的基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算方法，c T
其特征在于，所述基于静平衡变换的变刚度特性求解式为：[K]|E＝[T]G|E[T]，式中G|E为柔度矩阵，由[G]|E＝{gij|E}，i，j＝1，...，6给出，柔度系数gij|E可参照权利要求7所述内容计算得出，T为逆变矩阵，
c
[K]|E为基于静平衡变换的
变刚度矩阵。
一种基于应变能理论的横断型斜裂纹转子变刚度特性计算
方法
技术领域
背景技术
间变化交替作用于裂纹面上 ，可以观察到裂纹呈现出不断张开、闭合的呼吸形态，从而引起转子轴刚度的周期变化。目前，有关裂纹建模与故障诊断研究大都针对最简单的横向表[4-8]
面裂纹 ，这限制了研究成果的实际应用。由于问题的复杂性，已知的斜裂纹研究比较少。
Darpe建立了包含斜裂纹的转子有限元模型，并基于断裂力学推导出一个新的柔度系数矩阵，该矩阵中包含由裂纹方向引入的外加应力密度因子。进而，对比了斜裂纹与横向裂纹转[9]
子不同的刚度参数以及耦合振动响应特性 。Sekhar等对比了斜裂纹与横向裂纹转子的[10]
模型特性，并对不同深度、不同位置的裂纹进行了诊断研究 。
发明内容
具体实施方式
0 0 c
ui|E求得，可以写成矩阵形式ui|E＝ui|E+ui|E.＝[G]|EPi，其中G|E为柔度矩阵，由[G]|E＝{gij|E}，i，j＝1，…，6给出。柔度系数gij|E为
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