مدل سازی، تخمین رشد ترک خستگی و تحلیل مودال پره کمپرسور توربین گاز

در این پژوهش، به کمک نرم افزار المان محدود ANSYS تحلیل مکانیک شکست و تخمین عمر خستگی باقی مانده پره ترک دار ردیف ۱۶ بخش کمپرسور توربین گاز V۹۴.۲ تحت تنش های مکانیکی و حرارتی ناشی از دوران، توزیع فشار و دما در بار ۱۰۰ درصد در حالت پایا مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا، با مدل سازی تقارن محوری قطاع مجموعه دیسک و پره با نسبت ۱ به ۷۹، اعمال بارگذاری های ترمومکانیکی، شرایط مرزی و شرایط اولیه مکان هایی از پره که دارای تنش های بالایی هستند شناسایی شده اند. سپس، با مدل سازی ترک با ابعاد مختلف در دو ناحیه بر روی ایرفویل پره کمپرسور به کمک نرم افزار ANSYS ضرایب شدت تنش برای ترک ها به دست می آیند. همچنین، با استفاده رابطه پاریس و استخراج نمودار نرخ رشد ترک برحسب ضریب شدت تنش، عمر باقیمانده در رشد ترک خستگی برای ترک هایی با ابعاد مشخص در این دو ناحیه تخمین زده می شوند. در پایان، با انجام تحلیل مودال فرکانس های کاری پره به دست آمده و با استخراج دیاگرام کمپل، فرکانس تداخل ارتعاشی پره نیز به دست آمده است. نتایج نشان دهنده آن است که برای دو ناحیه ترک اول و دوم بر روی سطح فشاری با افزایش فاصله از ریشه پره کمپرسور عمر باقی مانده پره ترک دار افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، پره ترک دار کمپرسور ، تخمین عمر خستگی ، مکانیک شکست ، تحلیل مودال