Eksperymentalna analiza prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych w łopatkach sprężarki silnika śmigłowcowego pracujących w warunkach zmęczenia wysokocyklowego

Witek, L.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Eksperymentalna analiza prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych w łopatkach sprężarki silnika śmigłowcowego pracujących w warunkach zmęczenia wysokocyklowego

Autorzy

Witek L.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Experimental crack propagation analysis of the compressor blade working in high cycle fatigue conditions

Języki publikacji

Abstrakty

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych prędkości propagacji pęknięć zmęczeniowych łopatek sprężarki turbinowego silnika śmigłowcowego. W badaniach wykorzystano grupę łopatek I stopnia sprężarki, zdemontowanych z silników podczas przeglądów okresowych. W badaniach wykorzystano nowoczesny system wibracyjny, pozwalający na precyzyjne sterowanie zarówno częstotliwością, jak również intensywnością wzbudzenia. Oprócz częstotliwości wymuszenia monitorowano także wielkość amplitudy drgań końcówki łopatki oraz długość rozwijającej się szczeliny. Głównym celem pracy było określenie dynamiki rozwoju pęknięć zmęczeniowych w łopatkach sprężarki silnika turbinowego. Dodatkowo wyznaczone zostały także inne parametry, jak np.: charakterystyki czasowe łopatek nieuszkodzonych oraz zawierających szczeliny zmęczeniowe o różnej długości.

In the paper the experimental investigations of crack propagation and damage process of the compressor blade subjected to high cycle fatigue were presented. In the fatigue tests compressor blades of helicopter engine disassembled during technical survey were used. A new vibrometer system for precise control of frequency and induction intensity were applied. During the experiment both amplitude and vibration of the blade tip and size of the crack were monitored. The main goal of the work was determination of dynamics of fatigue cracks propagation of the compressor blades of turbine engine. Additionally there were determined following parameters: time-dependent characteristics of free from damage blades as well as blades with various length of cracks.

Słowa kluczowe

analiza eksperymentalna zmęczenie materiałów sprężarka silnik śmogłowcowy

experimental analysis materials fatigue compressor helicopter engine

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego

Czasopismo

Przegląd Mechaniczny

Rocznik

2009

Tom

nr 12

Strony

26--32

Opis fizyczny

Bibliogr. 25 poz., il.

Twórcy

autor

Witek L.

Politechnika Rzeszowska, Wydzial Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Samolotów i Silników Lotniczych

Bibliografia

1. Poznańska A., Śnieżek M., Wierzbińska M.: Pitting corrosion - main factor generating fracture of the compressor of aeroengine blades under operation. Proceedings of IX Con-ference. "Turbomachinery", Rzeszów 2003.
2. Bhaumik S. K.: Failure of turbine rotor blisk of an aircraft engine. Engineering Failure Analysis, Vol. 9, 2002, pp. 287-301.
3. Chan S. K., Tuba I. S.: A finite element method for contact problems of solid bodies - Part II: applications to turbine blade fastenings. International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 13, 1971, pp. 627 - 639.
4. Ejaz N., Tauqir A.: Failure due to structural degradationin turbine blades. Eng. Failure Anal., 13, 2006, pp. 452 -463.
5. Hou J., Wicks B. J., Antoniou R. A.: An investigations of fatigue failures of turbine blades in a gas turbine engine by mechanical analysis. Engineering Failure Analysis, Vol.9, 2002, pp. 201 -211.
6. McEvily A. J.: Failures in inspection procedures: case studies. Engineering Failure Analysis, Vol. 11, 2004, pp. 167- 176.
7. Masataka M.: Root and groove contact analysis for steam turbine blades. Japan Society of Mechanical Engineering International Journal, Vol. 35, No. 4/1992, pp. 508 - 514.
8. Meguid S.A., Kanth P. S., Czekański A.: Finite element analysis of fir-tree region in turbine discs. Finite Element in Analysis and Design, Vol. 35, 2000, pp. 305 - 317.
9. Park M., Hwang Y., Choi Y., Kim T.: Analysis of a J69-T-25 engine turbine blade fracture // Engineering Failure Analysis, Vol. 9, 2002, pp. 593 - 601.
10. Papanikos P., Meguid S.A., Stjepanovic Z: Three-dimensional nonlinear finite element analysis of dovetail joints in aero-engine discs. Finite Element in Analysis and Design, Vol. 29, 1998, pp. 173- 186.
11. Witek L.: Stress analysis of the turbine components under spin rig thermomecnanical condition. Aviation, Vol. VIII, No. 4/2004.
12. Witek L.: Failure analysis of turbine disc of an aero-engine. Engineering Failure Analysis, Vol. 13, Issue 1, pp. 9-17, Elsevier Science 2006.
13. Witek L.: Numerical fatigue analysis of the turbine components under Iow cycle fatigue (LCF) conditions. Combustion Engines No. 4/2006.
14. Zboiński G.: Physical and geometrical nonlinearities in contact problems of elastic turbine blade attachments. Journal of Mechanical Engineering Sciences. Vol. 209, No, 4/1995, pp. 273-286.
15. Zhuang W. Z.: Prediction of crack growth from bolt holes in a disc. International Journal of Fatigue. Vol. 22, 2000, pp. 241 -250.
16. Troshchenko V. T., Prokopenko A. V.: Fatigue strength ol gas turbine compressor blades, Engineering Failure Analysis 7 (2000), pp. 209-220.
17. Barlow K. W., Chandra R.: Fatigue crack propagation simulation in an aircraft engine fan blade attachment. International Journal of Fatigue, 27 (2005), pp. 1661 - 1668.
18. Morita A. at all: Evaluation of corrosion fatigue crack propagation life at Iow-pressure steam turbine rotor groove. Engineering Fracture Mechanics, 73 (2006), pp. 1615-1628.
19. Poursaeidi E., Salavatian M.: Failure analysis of generator rotor fan blades. Eng. Failure Anal., 14 (2007), pp. 851-860.
20. Witek L. : Experimental crack propagation and failure analysis of the first stage compressor blade subjected to vibration. Engineering Failure Analysis, Elsevier Science, Volume 16, Issue 7, October, 2009, pp. 2163 - 2170.
21. Witek L., Poznańska A., Wierzbińska M.: Fracture analysis of a compressor blade of an helicopter engine. Engineering Failure Analysis, Elsevier Science, Volume 16, Issue 5, July, 2009, pp. 1616- 1622.
22. Users manual Ling Dynamie System (LDS) V-830, Manuał 805341, Edition 2, Amendment 32; Royston, Herts SG8 5BQ, England.
23. Users manuał of software "Dactron Control Shaker", Ver3.8,
24. Users manuał of laser measurment system POLYTEC PSV-400. Polytec GmbH, Polytec-Platz 1-7 D-76337 Waldbronn, Germany.
25. Kucharski T.: System pomiaru drgań mechanicznych. WNT, Warszawa 2002.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPB7-0020-0024