توسعه مدل ارزيابي خستگي - خزشي توربين گاز تحت بارهاي ترمومكانيكي در چارچوب مكانيك خرابي محيط پيوسته

كارشناسي ارشد

هدف از اين تحقيق ارائه مدلي براي ارزيابي عمر خستگي - خزشي اجزاي تحت بارهاي ترمومكانيكي در يك توربين گاز است. اجزاي ناحيه داغ يك توربين گاز كه شامل بخش توربين و محفظه احتراق است تحت بارهاي حرارتي و مكانيكي در اثر مكانيزم هاي خستگي و خزش دچار آسيب مي شوند. آسيب به صورت توامان رخ مي دهد، لذا لازم است اثرات آنها و برهم كنش اين دو مكانيزم در كنار هم مورد توجه قرار گيرد. پس از معرفي مختصري از مكانيزم هاي خستگي و خزش و روش هاي كلاسيك ارزيابي عمر در آن حوزه ها، معايب آنها از جمله عدم توجه به اثرات متقابل خستگي و خزش بيان گرديد. سپس روشهاي ارزيابي عمر خستگي و خزش برپايه آسيب مورد بحث و بررسي قرار گرفت. در نهايت به منظور دستيابي به اين هدف تحقيق، مدل ويسكوپلاستيك چبوش كه قابليت مدل سازي رفتار آلياژهاي نيكل را داراست بكار گرفته شده است. روابط رشد آسيب خستگي و خزشي ارائه شده توسط چبوش و كاچانوف به مدل ويسكوپلاستيك اضافه شده و در نهايت مدل كامل بدست آمده توسط UMAT به نرم افزار المان محدود آباكوس معرفي شده است. صحت كد نوشته شده به كمك چهار تحليل و ارزيابي عمر در هندسه هاي ساده بررسي شده است. پس از اطمينان از صحت مدل پياده سازي شده، فرايند ارزيابي عمر براي يك نمونه پره از طبقه انتهايي يك توربين كم فشار تحت بارهاي ترمومكانيكي انجام شده و متناسب با آسيب هاي خستگي و خزشي ايجاد شده در پره، عمر آن به صورت ميزان ساعات كاركرد، تعداد دفعات روشن و خاموش شدن توربين و ساعات عملكردي معادل بيان و بحث شده است. مقايسه نتايج حاصل از اين تحليل با ميزان عمر معمول پره هاي توربين در اين كلاس كاري نشانگر كاربردي بودن اين مدل و روش به كار گرفته شده مي باشد.

192802

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك جامدات - طراحي كاربردي

دكتر بيژن محمدي