تاثیر هندسه تماس بر دامنه لغزش و فشار تماسی در خستگی سایشی ریشه پره توربین

پره های توربین به علت کارکرد در شرایط بحرانی در معرض تنش های مکانیکی و حرارتی بوده و دچار آسیب های مختلفی از قبیل خستگی و سایش می شوند که منجر به کاهش عمر پره ها از طریق تسریع روند جوانه زنی و رشد ترک خواهد شد. در این مقاله با استفاده از مدل المان محدود دوبعدی، اثر سه پارامتر هندسی طول ناحیه تماس، زاویه ناحیه تماس و ضریب اصطکاک بر دامنه لغزشی و فشار تماسی در ریشه‎ پره توربین مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج تحلیل با خرابی های مشاهده شده روی پره توربین با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، انطباق آسیب های پیش بینی شده با آسیب های به وقوع پیوسته را نشان می دهد. نتایج حاصل از تحلیل پره نشان می دهد که با حرکت از لبه بالایی تماس به سمت لبه پایینی، مقدار فشار تماسی به تدریج افزایش می یابد و ماکزیمم فشار تماسی در نزدیکی لبه پایینی تماس اتفاق می افتد. براساس نتایج به دست آمده، در هر مرحله افزایش ضریب اصطکاک، افزایش زاویه تماس و افزایش طول ناحیه تماس، مقادیر دامنه لغزش به ترتیب در حدود ۲۶%، ۱۹% و ۱۰% و فشار تماسی به ترتیب در حدود ۳۵%، ۱۵% و ۵% کاهش پیدا می کند. همچنین افزایش زاویه ناحیه تماس و ضریب اصطکاک به ترتیب محدوده جدایش در لبه های تماس بالایی در دو سمت نمونه را افزایش می دهد. این در حالی است که افزایش طول ناحیه تماس تغییر قابل توجه ای در محدوده ناحیه جدایش در نزدیکی لبه بالایی تماس نمونه ایجاد نمی‎ کند.

کلیدواژه ها:

Fretting Fatigue ، SEM ، Fretting Damage ، Slip Amplitude ، Contact Pressure ، خستگی سایشی ، میکروسکوپ الکترونی ، آسیب های فرتینگ ، دامنه لغزش ، فشار تماسی