بررسی عددی رشد ترک خستگی بر روی روتور کنتور توربینی یک ایستگاه اندازه گیری حجم گاز

کنتورهای توربینی در ظرفیت های متفاوت و در دامنه های محدودی جریان سیالات را اندازه گیری میکنند، جریان های بیش از حد مجاز این کنتورها در برخورد با روتور سبب شده است که بررسی رشد ترک خستگی در این قطعه اهمیت پیدا کند. در این تحقیق، رشد ترک خستگی در روتور کنتور توربینی گاز مدل G65 در نرم افزار اجزاء محدود بررسی شده است. از اسکن سه بعدی و ابر نقاط برای مدلسازی هندسی روتور استفاده شده است. جهت تعیین خواص مکانیکی روتور نیز از آزمون تعیین ترکیب شیمیایی به روش اسپکترومتری نشری استفاده گردیده است. ابتدا مدل حاصل از اسکن ابر نقاط به محیط نرم افزار فراخوانی و سپس خواص مکانیکی مربوط به آن وارد می گردد. پس از آن با شبکه بندی و اعمال شرایط مرزی در نرم افزار اجزاء محدود، روتور و پره های مربوطه به منظور تعیین نقاط بحرانی که امکان رشد ترک در آنها وجود دارد مورد تحلیل تنش قرار گرفت. نتایج نشان دادند که پره در محل لبه فرار و در نزدیکی محل اتصالش با هاب دارای بیشترین مقادیر تنش میباشد. پس از اعمال المان ترک در ناحیه بحرانی به جهت دستیابی به ضرایب شدت تنش روتور کنتور توربینی مجددا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان دادند که بیشترین مقادیر ضرایب شدت تنش در پره مربوط به مود اول میباشد. جهت پیشبینی عمر رشد ترک خستگی پره نیز از ماژول خستگی نرم افزار استفاده شد و نتایج نشان داد هرچه ابعاد ترک بزرگتر باشد عمر پیش بینی شده کمتر است

کلیدواژه ها:

کنتور توربینی ، روتور ، رشد ترک خستگی ، اسکن سه بعدی ، لبه فرار ، ماژول خستگی