大型风机柔性叶片摆振运动冲击对层间断裂韧性的影响

来源：复合材料学报杂志2018年第2期北京时间：

作者：董平, 孙文磊, 樊军, 蒋万乐,

摘要：冲击对材料表面的层间断裂产生重要影响，但对层间断裂韧性影响的趋势尚不明确。尤其是风机叶片在摆振运动时，叶片所受冲击对叶片表面层间断裂的影响及趋势未见公开研究。本文首先对风机叶片摆振运动冲击载荷的动力学响应进行研究，确定振型-位移-速度的对应关系，然后对叶片摆振运动过程中的应力-应变-速度进行有限元数值分析，再依据连续介质力学原理建立摆振冲击载荷控制方程，明确摆振运动冲击导致裂缝的应变能释放率（<i>G</i>）和应力强度因子（<i>K</i>）的关系。最后通过对摆振和冲击实验中断裂参数（振型、位移、速度、载荷、起裂方式以及裂纹长度）的测量，验证了本文中摆振运动冲击对Ⅱ型裂缝层间断裂韧性的影响的研究结果，探讨了摆振运动冲击载荷对叶片表面层间断裂韧性影响的趋势。

关键词：摆振运动, 层间断裂韧性, 应力强度因子, 应变能释放率, 叶片,