在核工业领域,核工业中的旋转机械非常重要。其核心部件为高速旋转的转子系统,安全性至关重要。而转子系统工作在高温、高辐照的环境下,表面会出现裂纹。因此对带多重裂纹的高速转子进行分析,是十分重要的。某些转子系统是在真空中进行高速旋转的,由于故障等原因而使壳体破损,外部空气会进入其中,在转子周围形成空气流场,所以我们必须考虑空气与转子之间的流固耦合作用。流固耦合作用在不同程度上影响着转子系统的动力学表现,尤其是在高速旋转的情况下。本文使用ANSYS Workbench及FLUENT有限元软件,以旋转机械的转子系统为研究对象,建立了 3D模型。根据实际情况,在有无流固耦合作用的两种情况下,对其上的裂纹进行了数值模拟计算。根据计算结果,研究转速变化、温度变化、裂纹数量对应力强度因子的影响。结果表明,提高转子旋转速度会加大转子的应变,减小等效应力的最大值,但是降幅非常小,增大裂纹的应力强度因子。提高转子温度会加大转子的应变,增大等效应力,使应力强度因子成下降趋势。相对于无流固耦合作用的情况,流固耦合作用会使得裂纹的应力强度因子增大,但是增大的幅度非常小。在转子表面存在多重裂纹的情况下,各个裂纹的应力强度因子都小于转子只存在单裂纹时的应力强度因子。也就是说,裂纹数量越多,应力强度因子越小。