توسعه مدل ارزیابی عمر خستگی - خزشی پره توربین گاز تحت بارهای ترمومکانیکی در چارچوب مکانیک آسیب محیط پیوسته

هدف از این تحقیق ارائه مدلی برای ارزیابی عمر خستگیخزشی پره توربین گاز است. اجزای ناحیه داغ یک توربین گاز که شامل بخش توربین و محفظه احتراق است، تحت بارهای حرارتی و مکانیکی در اثر مکانیزم‌های خستگی و خزش دچار آسیب می‌شوند. آسیب به‌صورت توامان رخ می‌دهد، لذا لازم است اثرات آن‌ها و برهم‌کنش این دو مکانیزم درکنارهم مورد توجه قرارگیرد. به منظور دستیابی به این هدف، مدل ویسکوپلاستیک چبوش که قابلیت مدل‌سازی رفتار آلیاژهای نیکل را داراست به‌کار گرفته می‌شود. روابط رشدآسیب خستگی و خزشی ارائه شده توسط چبوش وکاچانوف به مدل ویسکوپلاستیک اضافه شده ودر نهایت مدل کامل بدست آمده توسط یومت به نرم‌افزارالمان محدودآباکوس معرفی می‌شود.صحت‌سنجی کدتوسعه داده شده درتحلیل وارزیابی عمر یک هندسه ساده بررسی خواهد شد. فرایندارزیابی عمر برای یک نمونه پره از طبقه انتهایی یک توربین کم فشار تحت بارهای ترمومکانیکی انجام شده و متناسب با آسیب‌های خستگی و خزشی ایجاد شده در پره،عمر آن به‌صورت میزان ساعات کارکرد، تعداد دفعات روشن شدن توربین و ساعات عملکردی معادل بیان و بحث می‌شود. مقایسه نتایج حاصل از این تحلیل با میزان عمر معمول پره‌های توربین در این کلاس کاری نشان‌گرکاربردی بودن این مدل و روش به‌کار گرفته شده می‌باشد

Developing a CDM Based Model for Creep-Fatigue Life Assessment of a Gas Turbine Blade

The aim of this research is to propose a procedure for predicting the creepfatigue life of gas turbine blade. Components in gas turbine hot section such combustion chamber and turbine get damaged under effect of thermomechanical loadings. These damages developed via fatigue and creep together, thus it is necessary to identify their interaction with each other. Chaboche’s elastoviscoplastic model which is an appropriate model for simulating the behavior of nickel alloys is used. Damage evolution rules for fatigue and creep which introduced by Chaboche and Kachanov, respectively, added to viscoplastic model and implemented in ABAQUS by developing an appropriate UMAT. After verification of developed subroutine, the creepfatigue life of a rotor blade in last stage of a lowpressure turbine was assessed. The predicted life has presented in three ways as (1) the operating hours, (2) the number of starts and (3) the equivalent operation hours which are the common ways of announcing gas turbines life. Comparison the obtained results with common gas turbine lifetimes represents the capability and practicality of proposed model.