A method of estimating the risk of a catastrophic failure to engine's rotating members as related to fatigue - an outline

• Autorzy: Tomaszek H. , Żurek J. , Jasztal M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper has been intended to introduce a probabilistic method to estimate - from the standpoint of fatigue - the risk of a catastrophic failure to rotating (moving) members of an aircraft engine, i.e. to compressor blades. It has been assumed that there is a hidden defect in the material's structure, which initiates a small-size crack. Load-affected, the crack keeps growing. The crack propagation dynamics, when approached in a deterministic way, remains consistent with the Paris formula. The crack growth is effected by some random load characterised with the servicing load spectrum. While determining the load spectrum, all possible operational events are taken into account, excluding ones that could result in an immediate damage to the component. It has been assumed that random instances of load increase, which may result in an immediate damage, compose a separate set of events; hence, they have not been taken into account in this model. A partial differential equation of the Fokker-Planck type has been used to describe randomly approached dynamics of crack propagation. Having solved this equation enables a density function of the fatigue crack length to be found. This function, in turn, has been used to determine the risk of a catastrophic failure to a compressor blade. Furthermore, this function can also be used to find safe service life of the structure under consideration.

Słowa kluczowe

EN

risk of failure; fatigue; load spectrum; probability density; stress intensity factor

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 2
• Strony: 505--511
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomaszek H.

autor

Żurek J.

autor

Jasztal M.

• Air Force Institute of Technology Księcia Bolesława 6, 01-494 Warsaw 46, Poland tel. [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Błachnio, J., Janecki, J., Ocena wytężenia łopatek sprężarki lotniczego silnika turbinowego metodą szumu magnetycznego, Problemy badań i eksploatacji techniki lotniczej, Tom 4, Wydawnictwo ITWL, Warszawa 1999.
• [2] Szczepanik, R., Ocena propagacji pęknięć zmęczeniowych w wirujacych łopatkach sprężarki turbinowego silnika lotniczego, Problemy badań i eksploatacji techniki lotniczej, Tom 4, Wydawnictwo ITWL, Warszawa 1999.
• [3] Szymczak, J., Stukonis, M., Metoda wyznaczania i przedłużania resursów silników lotniczych, Problemy badań i eksploatacji techniki lotniczej, Tom 1, Wydawnictwo ITWL, Warszawa 1993.
• [4] Szczepanik, R., Witos, M., Turbine Engine Health/Maintenance Status Monitoring with use of Phase-Discrete Method of Blade Vibration Monitoring, Wydawnictwo ITWL, Warszawa 2000.
• [5] Szczepanik, R., Tomaszek, H., Jasztal, M., Zarys metody określania rozkładu czasu narastania pęknięcia elementu do wartości granicznej w warunkach zmęczenia w procesie eksploatacji statku powietrznego, ZEM Zeszyt 3(147), s.81-89, Radom 2006.
• [6] Kocańda, S., Zmęczeniowe pękanie metali, WNT, Warszawa 1985.
• [7] Kocańda, S., Tomaszek H., Probabilistyczna ocena trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych w warunkach rozwoju pęknięć, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej, Mechanika nr 50, s. 259-272, Kielce 1993.