Thermo-mechanical analysis of the power turbine casing at the running conditions

• Autorzy: Wojnarowski J. , Kuźniar A. , Kiełbasa S. , Trębacz A. , Szeliga D. , Pietrzyk M. , Rońda J.

Warianty tytułu

PL

Analiza termo - mechaniczna obudowy turbiny napędowej silnika odrzutowego w warunkach eksploatacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is the result of the cooperation between WSK Rzeszów company and the AGH within SPAW project. In the paper thermo-mechanical analysis of the power turbine casing for a PZL-10W engine at the running conditions was considered. The goal of the work was evaluation of possibility of prediction of the thermal fatigue in the casing using numerical calculations carried out with commercial software Morfeo, based on the finite element method combined with the material fatigue models. Conventional fatigue models presented in the literature, dedicated to low cycle material fatigue, were implemented as the external procedures to Morfeo, compatible with the interface output data set format. Thermomechanical parameters calculated by the FE program are an input for the fatigue model. The results of the calculations were compared to the results observed in the real casing at the running conditions. The quantitative agreement was approved.

PL

Artykuł jest wynikiem współpracy pomiędzy Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie a zakładem WSK Rzeszów w ramach projektu SPAW. W pracy przeprowadzono analizę termomechaniczną obudowy turbiny napędowej silnika odrzutowego PZL-10W w warunkach jego eksploatacji. Celem pracy była ocena, czy możliwe jest przewidywanie zmęczenia cieplnego materiału obudowy na podstawie obliczeń numerycznych z wykorzystaniem komercyjnego programu Morfeo, opartego na metodzie elementów skończonych, i opracowanych dotychczas modeli zmęczenia niskocyklowego. Model zmęczenia zaimplementowano jako zewnętrzne procedury, zgodne z formatem danych wynikowych programu Morfeo. Wyniki przeprowadzonej w Morfeo analizy termo-mechanicznej były wykorzystane do obliczeń zmęczeniowych. Liczbę cykli potrzebną do zniszczenia materiału dla poszczególnych kryteriów porównano z miejscami zniszczenia materiału rzeczywistych obudów. Wyniki te są zadowalające pod względem jakościowym.

Słowa kluczowe

EN

thermo-mechanical analysis; thermal fatigue; power turbine casing; numerical modelling

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, No. 1
• Strony: 188--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Wojnarowski J.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kuźniar A.

• WSK "PZL - Rzeszów" S.A., ul. Hetmańska 120, 35-078 Rzeszów, Poland

autor

Kiełbasa S.

• WSK "PZL - Rzeszów" S.A., ul. Hetmańska 120, 35-078 Rzeszów, Poland

autor

Trębacz A.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Szeliga D.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Pietrzyk M.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Rońda J.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Afazov, S., 2009, Simulation of manufacturing processes and manufacturing chains using finite element techniques, PhD thesis, University of Nottingham, UK, 2009.
• Basquin, O.H., 1910, The exponential law of endurance test, Proc. ASTM 10, 625-630.
• Geuzaine, C., Remacle, J.F., 2009, Gmsh: a three-dimensional finite element mesh generator with built-in pre- and post-processing facilities, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 79, 1309-1331.
• Kuźniar, A., Rygiel, P., Dudek, S., Gnot, A., Gancarczyk, T., Perzyński, K., 2011, Numerical model of a TIG welding process for the aviation industry, including analysis of the heat transfer, Computer Methods in Materials Science,11, 173-178.
• Smith, K.N., Watson, P., Topper, T.H., 1970, A stress-strain function for the fatigue of metals Journals of Materials, 5, 767-778.
• Susmel, L., Atzori, B., Meneghetti, G., Taylor, D., 2011, Notch and mean stress effect in fatigue as phenomena of elasto-plastic inherent multiaxiality, Engineering Fracture Mechanics, 78, 1628-1643.
• Tanner, D.W.J., Becker, A.A., Hyde, T.H., 2009, High temperature life prediction of a welded IN718 component, Journal of Physics: Conference Series 181, 1-8.
• Wang, Q.J., Xua, C.Z., Zheng, M.S., Zhua, J.W., Dub, Z.Z., 2008, Fatigue crack initiation life prediction of ultra-fine grain chromium–bronze prepared by equal-channel angular pressing, Materials Science and Engineering A, 496, 434-438.