بررسی عددی رفتار خزش پره توربین از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 939 با استفاده از مدل های مختلف خزش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی لارستان، لار، ایران

چکیده

در این مقاله رفتار خزش پره توربین گازی ساخته شده از سوپرآلیاژ اینکونل 939 تحت اثر دوران و تنش های حرارتی بدست آمده از تحلیل ترموالاستیک بررسی شده است. چهار مدل لارسن- ملیر، اور- شربی- دورن، مانسون- هافرد، ام- سی- ام برای تحلیل خزش این سوپرآلیاژ استفاده و نتایج آنها با هم مقایسه شده است. در گام اول ثابت ها مادی این مدل ها با استفاده از برازش چهار مدل بر داده های آزمایشگاهی مختلف ارائه شده توسط کاست-50 تعیین شده اند. سپس با استفاده از این ثابت ها مادی وابسته به دما، مدل اجزای محدود مناسب ایجاد شده و تنش های ناشی از توزیع دما و دوران پره تعیین شده اند. محدوده دمایی بدست آمده برای پره در بازه 1050 کلوین تا 1200 کلوین بدست آمد. به دلیل اینکه تنش وان- میزز بدست آمده کمتر از تنش تسلیم اینکونل 939 در بازه دمایی فوق بوده، تحلیل خزش ویسکوالاستیک با زیر روال خزش در نرم افزار آباکوس انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل لارسن- میلر و مدل ام- سی- ام نرخ کرنش خزش کمتر و نتایج دقیقتری را نسبت به دو مدل دیگر پیش بینی می کنند. همچنین نتایج تحلیل نشان داد خزش در نقاط با دمای بیشتر، اهمیت بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of Creep Behavior Turbine blade made of Inconel 939 Superalloy with different Creep Models

نویسنده [English]

  • Hojjatollah Rokhgireh
Department of mechanical engineering, University of Larestan, Lar, Iran
چکیده [English]

In the present paper, gas turbine blade made of Inconel 939 superalloy creep behavior under rotation and thermal stress which is obtained from thermoelastic analysis is studied. Four models including Larson-Miller, Orr-Sherby-Dorn, Manson-Hoferd, and Minimum Commitment Method are used for creep analysis and their results are compared. At the first step, material constants of these four models are obtained by curve fitting of experimental results provided by COST-50. Then with use of these temperature dependent material constants, finite element model is created and stress due to temperature distribution and blade rotation is determined. Temperature range of blade is obtained from 1050 K to 1200 K. Because obtained von- Mises stress is below the yield stress of Inconel 939 at above temperature range, viscoelastic creep analysis is done by ABAQUS creep subroutine. Obtained results show that Larson-Miller and Minimum Commitment Method predict lower creep rate and creep strain relative to two other models. Also analysis results show that creep is more important at points with higher temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inconel 939 superalloy
  • Creep
  • FEM
  • Gas Turbine Blade