تحليل خستگي و خزش پره هاي رديف اول توربين ميكروتوربين TRI60

Fatigue and creep analysis of the first row of turbine blades of microturbine TRI60

در توربين‌هاي پيشرفته امروزي، دماي پره‌هاي رديف اول قسمت توربين كه به آن قسمت داغ توربين گفته مي‌شود، تا حدود 1000℃ افزايش مي‌يابد. اين پره‌ها بايد مدتهاي طولاني كار كنند. از آنجايي كه دليل اصلي شكست قطعاتي كه تحت دماي بالا و بارگذاري سيكلي كار ميكنند پديده خزش و خستگي ميباشد، تخمين عمر دقيقي از اين پره‌ها تحت اندركنش خزش و خستگي ازلحاظ تئوري و عملي خيلي مهم است. مدل‌هاي متعددي جهت تخمين عمر قطعات دما بالا تحت اندركنش خزش و خستگي وجود دارد. در اين پروژه خزش و خستگي پره رديف اول توربين موتور توربوفن مدل tri60مورد بررسي قرارگرفته است. جهت برآورد عمر خستگي و خزش توربين موتور ابتدا تحليل انتقال حرارت پره و تنش حرارتي آن با نرم‌افزار abaqus انجام‌شد، سپس با استفاده از الگوريتم‌ اسميتواتسونتاپر در نرمافزار fesafe براي بارگذاريهاي مختلف به تخمين عمر پره پرداخته شده است. از جمله اين تحليلها، تحليل خستگي بر اساس آنالير مودال گذرا جهت بدست آوردن فركانسهاي طبيعي مخرب ميباشد. در نهايت با استفاده از روابط گودمن اصلاح شده، مارو و پارامتر لارسون ميلر به ترتيب به اعتبارسنجي خستگي و خزشي پره پرداخته شده است.

In today's modern turbines, temperature of the first row of blades, which are said the hot zone of turbine, has been boosted up to1000℃. These blades should be work for long periods. Since the main reason of fraction the pieces which are being used at high temperature and cyclic load are fatigue and creep, estimating the precise life time of these pieces is vital, whether by numerical methods or experiments. There are a couple of models for estimating the life time of work piece in interaction of creep and fatigue. In this paper, the creep and fatigue of first line of Tri60 turbofan blades has been investigated. In order to estimating the creep and fatigue life of motor turbine, initially, the analyses of blades' thermal stress and heat transfer have been conducted by Abaqus software Afterwards, the life time of blades has been done by Smith-Watson-Taper algorithm in fe-safe software. Fatigue analyze based on transient modal analysis has been also studied which leads to deriving destructive natural frequency. Finally, by using corrected Godman equations, Maro and Larson Miler the validity of blades' fatigue and creep have been investigated respectively.