基于多轴非线性连续损伤模型的汽轮机转子低周疲劳损伤分析

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ＺＨＡＮｅ．ＡＮＧＺ．ｈｎ．Ａ０Ｙｕ —ｕＧＬｉＹｉｕቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＣｅｙｎｃ
（ｃｏａｌｒｉｃｒａｄｏｅ，ａａＵｉｒｔｏＥｇｅｒｇＷｕａ０３，ｈａ）ＳｈｏｏＮｖｃｔｔｅｎｗｒＮｖｎｅｉｎｉｅｎ，ｈｎ３０３ＣｉｌｆａＡｈｅｕＰｌｖｓｙｆｎｉ４ｎ
ｌｗｙｌａｉｕｍａｅｎｄｌｆｆｔｒｉｅｒｔｒａｅｙｏｏｃｃｅｆｔｇｅｄａｇａｉｏｕｂｎｏｏｃｕｓｄｂｃｍｐｌｘｔｅｓｙｏｅｅｓｒｓｂｃｍｂｉｉｇｔｒｓｌｓｔｔｔｔａｓｅｔｎｎｈｅｅｕｔｈａｈｅｒｎｉｎ
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应变法的寿命预测模型和线性损伤累积模型进行了比较。结果表明：于临界面法的非线性连续损伤累积模型，基
不仅考虑了多轴复杂应力应变的大小、向和加载的附加强化效应的影响，方而且正确地反映了转子低周疲劳损伤
的非线性累积过程，其分析结果更接近于工程实际。关键词：轮机转子；汽多轴疲劳；临界面；命预测；伤累积寿损
ｉｔｄｃｎｏｌｅｏｔｕｕａｇｃａｉｓｍｏｅ，ｄｏｈａｉｏｅｃｔａｌｎｒｎｉｌｏｌａｉｎｒｕｉｇａｎｎｉａｃｎｉｏｓｄｍａｅｍｅｈｃｄｌａｎｔｅｂｓｓｆｔｒｉｌｐａｅｐｃｐｅｆｒｍｕｔｘａｏｎｒｎｎｎｈｉｃｉｉｌｆｔｕａａｅ，ｏｌｅｒｍｕｉｘａｔｕａｇｅｃｍｕａｉｅｍｏｅａｒｐｓｄｈｄｅｓａｐｉｄｔｎｌｉｇｔｅａｉｅｄｇｍｇａｎｎｉａｈａｉｆｉｅｄｍａｕｌｔｄｌｓｐｏｏｅ．Ｔｅｍｏｌｐｌａａ￣ｎｎｌａｇｖｗｉｅｏｈ
（海军工程大学船舶与动力学院，汉４０３）武３０３
摘要：针对当前汽轮机转子低周疲劳损伤分析存在较大误差的问题，引入了非线性连续损伤力学理论，并结合多轴
疲劳损伤的临界面原理，建立了多轴非线性连续损伤累积模型。基于该模型，结合某型船用汽轮机转子典型工况下的瞬态温度场和热应力场的弹塑性有限元分析结果，复杂应力引起的转子低周疲劳损伤进行分析，对并与等效
ｌａ，ｎｏａｅｉｉｒｄｃｉｎｍｏｅｒｅｕｖｅｔｓａｎａｄｌｅｒｃｍｕａｉｅｄａｅｍｏｅ．Ｔｅｒｓｔｏｅｏｄａｄｃｍｐｄｗｔｌｅｐｅｉｔｄｌｑｉａｎｔｉｎｉａｕｌｔａｇｄ１ｈｅｕｓｆｔｒｈｆｏｏｆｌｒｎｖｍｌｈ
ＡｂｔａｔＦｒｔｅｐｏｌｍｈｔｅｅｉａｇｒｒｉｈｏｙｌａｉｕａｇｎｌｓｓｏｒｉｅｒｔｒａｃｒｉｇｔｓｒｃ：ｏｒｂｅｔａｒｓｌｒｅｅｒｎｔｅｌｗｃｃｅｆｔｅｄｍａｅａａｙｉｆｔｂｎｏ，ｃｏｄｎｏｈｈｔｏｇｕｏ
第５３卷第２期
２１０１年４月
汽
轮
机
技
术
Ｖ０．３Ｎｏ２１５．Ａｐ．０１ｒ２１
ＴＵＲＢＩＮＥＥＣＨＮＯＬｒ０ＧＹ
基于多轴非线性连续损伤模型的汽轮机转子低周疲劳损伤分析
张磊，自春，跃云杨曹
ｎｌｓｈｗｔａｏｌｉａｄｄｒｔｆｍｕｔｘａｍｐｅｔｓａａｙｉｓｏｈｔｎｔｎｙｔｅｓｚｎｉｃｉｎｏｌａｉｌｏｌｘｓｅｓ—ｓｒｉｎｄｉｏａｔｎｔｅｉｇｅｅｔｒｓｏｈｅｅｏｉｃｒｔａｎａｄａｄｔｎｌｓｅｇｈｎｎｆｅｉｒｃａｔｅｎｏａｃｕｔｂｔａｓｅｎｎｉｅｃｕｌｔｎｐｏｅｓｏｏｃｃｅｆｔｕａａｅｉｄｓｒｅｏｒｃｙｉｈａｎｉｔｃｏｎ，ｕｏｔｏｌａａｃｍｕａｉｒｃｓｆｌｗ．ｙｌａｉｅｄｋｌｈｎｒｏｇｍｇｓｅｃｉｄｃｒｅｔｎｔｅｂｌｎｎｉｅａｉｅｄａｅｃｍｕａｉｅｍｏｅｂｓｄｏｒｉａｌｎｐｒａｈＴｅｅｏｅ，ｈｍｓｔｒｍｏｉｅｒｏｌａｆｔａｇｕｌｔｄｌａｅｎａｃｔｌｐａｅａｐｃ．ｈｒｆｒｔｅｎｒｕｇｍｖｉｃｏｌｕｓｆｏｎｎｎａｌｃｎｉｕｕａａｅｍｅｈｉｓｍｏｅａｉｙｔｅａｐｉａｉｎｆｒｃｉａｎｉｅｒｎ．ｏｔｏｓｄｎｍｇｃａｃｄｌｓｔｆｈｐｌｔｓｏａｔｌｅｇｎｅｇｎｓｃｏｐｃｉＫｅｒｓｔｒｉｅｒｔｒｍｕｔｘａａｉｕ；ｒｔｃｌｌｎｌｅｐｅｉｔｎ；ｕｕａｉｅｄｍａｅｙｗｏｄ：ｂｎｏｏ；ｌｉｉｌｆｔｅｃｉａａｅ；ｆｒｄｃｉｃｍｌｔａｇｕａｇｉｐｉｏｖ
分类号：２３６Ｖ６．文献标识码：Ａ文章编号：０１５８（０１０－１０５１０－４２１）２０１－８０
ＬｗＣｃｅＦｔｕａｇａｙｉｏｕｂｎｏｏｉｇｏｙｌａｉｅＤｍａｅＡｎｌｓｓｆＴｒｉｅＲｔｒＵｓｇｎＮｏｌｅｒＣｎｉｕｍａｇｄｌｆｒＭｕｉｘｓｎｉａｏｔｕＤｍａｅＭｏｅｏｈ．ｉｎｎａ