تحلیل خزش در پره توربین جت

قطعات داغ صنایع تبدیل انرژی، در شرایط کاری سخت قرار داشته و لذا عمری محدود دارند. از آنجا که این قطعات از جنس سوپر آلیاژها و با روشهای تولید پر هزینه ساخته می شوند، جایگزینی آنها پرهزینه است. بنابراین برآورد دقیق عمر اینگونه قطعات امری بسیار مهم به شمار می آید. مکانیک شکست با ارائه روشهای مدل سازی رشد ترک ناشی از خستگی و خزش می تواند به عنوان بخشی مهم از یک برنامه تخمین عمر در نظر گرفته شود. تعیین دقیق پارامتر های مکانیک شکست نظیرضریب شدت تنش k ، انتگرال j وc* برای مدل سازی رشد ترک ناشی از خستگی و خزش ضروری می باشد. محاسبه پارامتر های غیر خطی نوک ترک حین خزش برای اجسام دارای هندسه پیچیده نیازمند تحلیل های اجزاء محدود زمان بر و پر هزینه می باشد. در این پایان نامه، توسعه روشهای ساده کاهش مدول الاستیسیته بر مبنای تحلیل الاستیک خطی، برای تعیین بار حدی و تنش مرجع در قطعات ترک دار مورد بررسی قرار گرفته است. این روشها به هندسه های مشخص اعمال گشته ونتایج با داده های تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه شده است. بدین ترتیب، مدل سازی رشد ترک و تعیین پارامتر c* برای یک نمونه پره توربین جت با روش های فوق الذکر صورت گرفت. با ساخت مدل های سه بعدی اجزاء محدود از پره، تحلیل تنشهای مکانیکی و حرارتی با استفاده از نرم افزار ansys انجام شد. نیروهای گریز از مرکز و همچنین توزیع دما درپره به صورت شرایط مرزی در مدل اجزاء محدود تعریف شده اند. نتایج تحلیل تنش برای تعیین موقعیت، جهت و اندازه بیشترین سطح تنشهای عمودی در پره مورد استفاده قرار گرفت. بدین ترتیب، یک نقطه بحرانی در سمت خلاء ایر فویل ودر همسایگی ریشه پره برای مدل سازی ترک انجام شد. با فرض رخداد شرایط خزش مقیاس بزرگ، پارامتر نوک ترک c* با استفاده از روش تنش مرجع محاسبه گردید.