توسعه مدل ارزیابی عمر خستگی - خزشی پره توربین گاز تحت بارهای ترمومکانیکی در چارچوب مکانیک آسیب محیط پیوسته

Abstract

هدف از این تحقیق ارائه مدلی برای ارزیابی عمر خستگی - خزشی پره توربین گاز است. اجزای ناحیه داغ یک توربین گاز که شامل بخش توربین و محفظه احتراق است تحت بارهای حرارتی و مکانیکی در اثر مکانیزمهای خستگی و خزش دچار آسیب میشوند. آسیب به صورت توامان رخ میدهد، لذا لازم است اثرات آنها و برهمکنش این دو مکانیزم در کنار هم مورد توجه قرار گیرد. به منظور دستیابی به این هدف، مدل ویسکوپلاستیک چبوش که قابلیت مدلسازی رفتار آلیاژهای نیکل را داراست بکار گرفته میشود. روابط رشد آسیب خستگی و خزشی ارائه شده توسط چبوش و کاچانوف به مدل ویسکوپلاستیک اضافه شده و در نهایت مدل کامل بدست آمده توسط UMAT به نرم افزار المان محدود آباکوس معرفی میشود. صحت سنجی کد توسعه داده شده در تحلیل و ارزیابی عمر یک هندسه ساده بررسی خواهد شد. فرایند ارزیابی عمر برای یک نمونه پره از طبقه انتهایی یک توربین کم فشار تحت بارهای ترمومکانیکی انجام شده و متناسب با آسیبهای خستگی و خزشی ایجاد شده در پره، عمر آن به صورت میزان ساعات کارکرد، تعداد دفعات روشن شدن توربین و ساعات عملکردی معادل بیان و بحث میشود. مقایسه نتایج حاصل از این تحلیل با میزان عمر معمول پره های توربین در این کلاس کاری نشانگر کاربردی بودن این مدل و روش بهکار گرفته شده میباشد.