汽轮机叶轮T型叶根槽半椭圆表面裂纹应力强度因子数值研究

为确定在离心力作用下汽轮机叶轮T型叶根槽半椭圆表面裂纹的应力强度因子，采用三维有限元法求解含裂叶轮的位移场。表面裂纹前缘平方根应力奇异性使用由20节点三维等参块单元退化而成的四分之一节点奇异单元来模拟。在有限元分析中，考虑了叶根与叶根槽的接触作用。对具有不同椭圆率的表面裂纹，通过位移相关技术计算了沿裂纹前缘各点的应力强度因子，研究了裂纹长度对沿裂纹前缘各点应力强度因子的影响。数值结果表明：I型、II型和III型应力强度因子都在表面点达到最大值；随着表面裂纹长度的增大，沿裂纹前缘各点的I型应力强度因子也增大。