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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114996917B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210536042.1，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法是由周文杰;金贤;付玉壮;高波设计研发完成，并于2022-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法，首先根据单盘裂纹转子原型确定各部分尺寸；再利用相似理论先确定轴径的相似比κd，然后根据相似理论推导的公式依次得出轴长相似比κx，单盘直径相似比κD，单盘厚度相似比κH和轴承刚度相似比κK，裂纹深度相似比κa1与轴径相似比κd相同；根据相似比确定相似模型的尺寸，对原型与相似模型进行转子动力学分析，分析其临界转速、固有频率。本发明在相似计算中考虑了裂纹的影响，可利用相似模型对原型的动特性进行评估和预测，具有显著的工程实用价值。

本发明授权一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法在权利要求书中公布了：1.一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法，其特征在于，包括步骤如下：第一步，将单盘裂纹转子原型划分成转轴、转盘和裂纹三部分，并确定单盘裂纹转子原型的各部分尺寸；第二步，根据相似换算要求，先确定轴径的相似比κd，然后根据相似理论推导的公式依次得出轴长相似比κx，转盘直径相似比κD，转盘厚度相似比κH和轴承刚度相似比κK；裂纹深度相似比κa1与轴径相似比κd相同；第三步，根据单盘裂纹转子原型尺寸和各部分相似比的换算得到相似模型；第四步，对原型与相似模型进行转子动力学分析，分析其临界转速、固有频率；其中，第三步中，采用相似理论对单盘裂纹转子进行相似理论变换的具体步骤为：1根据转子系统的振动方程可知： m为转子单位长度质量；E为转轴弹性模量；I为转轴截面距；a为转盘的单位长度质量相对于旋转轴的转动惯量；p为转子不平衡力；p＝me1f2，其中f为转子固有频率，e1为不平衡曲线；x为转轴长度；y为转轴合成挠度；t为时间；i为虚数单位；引入转轴弹性曲线的倾角α和法向应力σ来完善转子系统的动力学状态，即： 其中，M*为弯矩，M*＝Gx，G为转轴重力；W为抗弯截面系数，W＝πd332，d为转轴直径；根据公式12，运用积分模拟法建立相似关系得到相似的π群，根据π定理，为了满足原型转子系统和模型转子系统动力学相似，必须保证相对应的π值相等： 下标c代表相似模型，下标n代表原型；引入如下因次简化上述式3，替换π群中的对应变量使其只由ω、d、ρ、g、x简单变量表示： G为转轴重力；Jp为转盘转动惯量；ρ为转轴材料密度；d为转轴直径；ω为系统的转速；取转轴的E，d，x，ρ作为设计参数，得到的转轴相似比为： 当相似换算前后材料不变时，κρ＝κE＝κg＝1，得公式： 2根据转盘的转动惯量和质量公式可得转盘的相似关系： 其中b为单盘裂纹转子原型的转盘内直径和外直径的比值，D为转盘外直径；d为转盘内直径，与转轴直径相同；H为转盘厚度；ρ'为转盘密度；Jp为转动惯量；κJp为转盘转动惯量相似比；κm'为转盘质量相似比；c代表相似模型，n代表原型，m'为转盘质量；当转子-支承系统相似时，转盘质量与转动惯量和轴质量及转动惯量相似比相似比相同，且变换前后材料不变可得转盘厚度κH和转盘径κD的相似比： 3由于满足动力学相似，则转子系统和轴承系统中作用力的比例相同；根据刚度公式k＝m1f2及带入轴承质量相似比公式κm1＝κd2κx和固有频率相似比公式可得轴承刚度相似比： 4基于生长在转轴上的简单直裂纹，用裂纹深度a1与裂纹前端宽度b1描述，对于裂纹单元采用分块的方法，从裂纹7截面向两侧将裂纹所在区域分为裂纹模块I8、裂纹模块II9、裂纹模块III10、裂纹模块IV11；裂纹模块I8与裂纹模块II9交界面相互贴合不存在间隙，但可以发生位移，以此来模拟裂纹；裂纹模块I8、裂纹模块II9与裂纹模块III10、裂纹模块IV11之间，以及裂纹模块III10与裂纹模块IV11之间均为联结状态，不可发生位移；以此来模拟除裂纹外其余部分与转轴相互联结；由于四个模块与其余轴段相互联结且面与面之间无间隙，所以对裂纹进行相似变换时，即对裂纹所在的模块进行相似变换；裂纹的深度a1作为轴径的一部分进行同样的相似变换，即裂纹深度的相似比κa1与轴径相似比κd相同：κa1＝κd10。

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