轴流叶片单边贯穿型裂纹应力强度因子的计算方法

• 作者: 徐越 王跃方 李聪 魏学敏 李盛文
• 来源期刊: 风机技术
• 学科: 工学
• 关键词: 轴流叶片 应力强度因子 扩展有限元法 半解析公式
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 结构力学分析|Structural Mechanics Analysis
• 页码范围: 55-61
• 页数: 7页
• 分类号: TH453|O346.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.16492/j.fjjs.2022.02.0008

摘要

叶片是轴流式压缩机等透平机械的主要转动部件,在交变荷载作用下易发生疲劳断裂破坏.合理分析叶片裂纹的应力强度因子,对评估其断裂力学特性具有实际意义和应用价值.本文基于平板应力强度因子理论解,采用扩展有限元法计算含单边贯穿型裂纹的轴流叶片的I型应力强度因子,对轴流叶片的裂纹形状因子进行了修正.考虑了裂纹位置和板厚对轴流叶片应力强度因子的影响,采用多项式拟合,提出叶片应力强度因子的半解析解公式.通过与实际轴流叶片仿真分析结果对比,进一步修正半解析解公式,提出用于快速评估含单边裂纹的压缩机叶片断裂力学特性的半解析解.本文提出的计算方法有效提升了实际轴流叶片应力强度因子的分析精度和效率.