[发明专利]一种非重力占优裂纹转子刚度呼吸函数计算方法

摘要

本发明提供一种非重力占优裂纹转子刚度呼吸函数计算方法，求解精度高，适用性强，其包括如下步骤，首先，在某一转涡差角处，通过假设初始回复力方向，确定该状态下裂纹处转子横截面的应力拉压分布，得到裂纹截面闭合区域；其中，裂纹处转子横截面即为裂纹截面；裂纹截面闭合区域即为闭合截面；然后，利用弯曲理论，计算得到该状态下的转子刚度；利用求得转子刚度，修正该状态下的回复力，依次迭代直至刚度收敛；遍历转涡差角定义域内所有离散值，得到其对应的离散刚度值；最后，利用数据拟合方法，将离散状态的刚度拟合成关于转涡差角的三角基函数连续表达式，获得非重力占优裂纹转子呈呼吸状态变化的刚度。

主权项

1.一种非重力占优裂纹转子刚度呼吸函数计算方法，其特征在于，首先，在某一转涡差角处，通过假设初始回复力方向，确定裂纹处转子横截面的应力拉压分布，得到裂纹截面闭合区域；其中，裂纹处转子横截面即为裂纹截面；裂纹截面闭合区域即为闭合截面；然后，利用弯曲理论，计算得到某一转涡差角处下的转子刚度；利用求得转子刚度，修正某一转涡差角处下的回复力，依次迭代直至刚度收敛；遍历转涡差角定义域内所有离散值，得到其对应的离散刚度值；最后，利用数据拟合方法，将离散状态的刚度拟合成关于转涡差角的三角基函数连续表达式，获得非重力占优裂纹转子呈呼吸状态变化的刚度；具体包括以下步骤：1)将转涡差角ψ的定义域[0,2π]离散成N等分，将裂纹截面划分成多个离散的面单元；2)在选取的某一个转涡差角下，假设回复力方向和转子轴心位移方向反向，计算每一个面单元的应力，由中性层理论，计算得到闭合截面；3)计算当前闭合截面的惯性主轴位置，再重复步骤2，重新计算其面单元的应力，直至得到收敛的闭合截面；4)由收敛的闭合截面，利用弯曲理论，计算得到某一转涡差角处的转子刚度；5)利用求得该转涡差角下的转子刚度，由如下公式计算转子回复力：其中，Fx和Fy为回复力沿固定坐标系o‑xy中x和y 轴的分力，kx，ky和kxy为转子相对于固定坐标系的三向弯曲刚度，xo'和yo'为转子相对于固定坐标系的轴心位移；6)重复步骤2)～5)，直至某一转涡差角处下的回复力收敛，得到该转涡差角下的转子刚度；7)再选取任一未计算过的转涡差角，重复步骤2)～6)，直至遍历完定义域内N个转涡差角；得到每个转涡差角下对应的转子刚度；8)利用数据拟合方法，将N个呈离散转涡差角状态的转子刚度拟合成三角基函数的连续表达式，即为刚度呼吸函数，从而得到呼吸变化的刚度值。