转子结构动力学行为与疲劳裂纹扩展耦合分析

本课题以旋转机械的重要核心部件- - 转子为对象，针对当前裂纹转子的动力学与裂纹扩展分析方法存在的局限性，重点研究裂纹转子的动力学行为与转子损伤演化、裂纹扩展间的耦合效应，考察二者耦合作用对转子动力学行为以及转子疲劳破坏的影响。采用非线性连续损伤模型，引入到本构方程中，建立适合于转子损伤演化与裂纹扩展的有效分析方法；采用连续统和无网格方法建立裂纹转子模型，利用损伤力学理论，将含损伤变量的本构方程引入到动力学方程中，建立转子结构动力学行为与裂纹扩展的耦合分析方法，实现裂纹转子动力学行为以及裂纹扩展、演化，直至断裂的全过程仿真。基于上述理论、方法所完成的分析与结构设计可以有效地提高裂纹转子动力学响应的分析精度以及结构设计的可靠性。本项目的研究将为转子结构动力学与疲劳破坏分析提出新的方向，具有较大的科学意义和实用价值。