Temperature distribution as a method of measuring crack length in fatigue tests of compressor blade

• Autorzy: Bednarz A. , Kuźniar M. , Boltynjuk E.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2016.1

Warianty tytułu

PL

Rozkład temperatury jako metoda pomiaru długości pęknięcia w testach zmęczeniowych łopatek sprężarki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the experimental results of fatigue analysis of the compressor blade were presented. Temperature distribution as a method of measuring crack length was considered. The blade with the V-notch (which simulates the foreign object damage) was entered into transverse vibration under resonance condition. During investigations both the amplitude of the blade tip displacement and also the crack length were monitored. At the same the pictures of time temperature distribution were taken. In the first part of the work the amplitude-frequency diagrams were obtained for different sizes of cracks. In the investigation, both a number of load cycles to crack initiation and dynamics of the crack growth in the compressor blade subjected to vibrations were determined. An additional original result of the work is the comparison of optically measured crack length and the dimension of the crack length taken from the picture. An important application will be the benefits of the method of measuring the length of the slot with a temperature distribution image. The results presented in this paper have theoretical and practical significance.

PL

W niniejszej pracy przeprowadzono eksperymentalną analizę zmęczeniową łopatki sprężarki lotniczego silnika turbinowego. Rozkład temperatur na łopatce wykorzystano do określenia długości powstałej w trakcie badań szczeliny zmęczeniowej. Łopatka z karbem symulującym uszkodzenie obcym obiektem została poddana drganiom poprzecznym wstanie rezonansu. Podczas badań zarówno amplituda przemieszczenia wierzchołka ostrza, a także długość pęknięcia były monitorowane. W tym samym czasie wykonano kamerą termowizyjną zdjęcia rozkład temperatury. W pierwszej fazie pracy wykresy amplitudowo-częstotliwościowe uzyskano dla różnej wielkości pęknięć. Określono liczbę cykli obciążeń do inicjacji pęknięć, a także dynamikę wzrostu pęknięć w łopatce sprężarki narażonej na drgania. Dodatkowym efektem pracy jest porównanie długości szczelin zmierzonych bezpośrednio na badanej łopatce jak i na obrazie z rozkładami temperatury wokół pęknięcia. Przedstawiono zalety metody pomiaru długości szczeliny z wykorzystaniem zdjęć z kamery termowizyjnej. Wyniki przedstawione w niniejszym artykule mają wartość teoretyczną i praktyczną.

Słowa kluczowe

EN

crack propagation; notch; thermovision; turbine engine; adhesive friction; fatigue life; resonant vibrations

PL

propagacja pęknięć; szczelina; termowizja; silnik turbinowy; tarcie adhezyjne; trwałość zmęczeniowa; wibracje rezonansowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 88 [293], nr 1
• Strony: 5--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bednarz A.

• Rzeszow University of Technology, 8 Powstancow Warszawy Av., 35-959 Rzeszow

autor

Kuźniar M.

• Rzeszow University of Technology

autor

Boltynjuk E.

• Saint Petersburg State University

Bibliografia

• 1. Fedorova A.Yu., Bannikov M.V, Plekhov O.A.: Infrared thermography study of the fatigue crack propagation, Fracture Structural Integrity, 21 (2012) 46-54.
• 2. Gao C., Meeker W.Q, Mayton D.: Detecting cracks in air craft engine fan blades using vibrothermography nondestructive evaluation, Reliability Eng. System Safety,131 (2014) 229–235.
• 3. Hebda M., Wachal A.: Trybologia, WNT, Warszawa 1980.
• 4. Holman J.P.: Heat Transfer -Tenth edition, McGraw-Hill, New York 2010.
• 5. Saboktakin Rizi A., Hedayatrasa S., Maldague X., Vukhanh T.: FEM modeling of ultrasonic vibrothermography of a damaged plate and qualitative study of heating mechanisms, Infrared Physics Technol., 61 (2013) 101-110.
• 6. Witek L., Bednarz A., Stachowicz F.: Fatigue analysis of compressor blade with simulated foreign object damage, Eng. Failure Analysis, 58 (2015) 229-237.
• 7. Witek L. Bednarz A.: Numeryczno-eksperymentalna analiza naprężeń oraz drgań własnych łopatki sprężarki silnika turbinowego, Logistyka, 6 (2014) 11177-11186

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).