تعیین عددی عمر خستگی پره های کمپرسور موتور جت
Title Proper
Numerical Determination Fatigue Life of Compressor Blades for Jet Engines
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۷۶۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
امیررضا شاهانی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
متن کامل
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۳۹۶
Discipline of degree
طراحی کاربردی
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در این پایان نامه بهمنظور بررسی عمر خستگی پره های کمپرسور موتور 65T، نرخ رشد ترک در پره-های ردیف 31م آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا نیروهای گریز از مرکز و آیرودینامیکی وارد بر پره محاسبه شده اند و سپس با استفاده از روش اجزاء محدود میدان تنش ناشی از آنها به دست آورده شده است. در مرحله بعد نقاط دارای بیشترین مقدار تنش عمودی به عنوان نقاط بحرانی در نظرگرفته شده اند و ترک های اولیه نیم بیضوی در این نقاط مدل شده اند. بعد از مدل سازی ترک اولیه، ضرایب شدت تنش روی پیشانی ترک توسط نرم افزار SYSNA به دست آورده شده و از طریق رابطه پاریس تعداد سیکل لازم برای رشد ترک به مقداری معین محاسبه شده است. در ادامه پس از رشد ترک در این مرحله، ترکی با طول جدید در آن نقطه مدل شده و تمامی مراحل ذکر شده برای رشد آن تکرار شده است. بدین گونه با رشد مرحله ای و گسسته ترک، ترک تا شکست نهایی پره رشد داده شده و عمر خستگی به همراه نرخ رشد ترک تعیین گشته است. در این تحقیق آنالیز مودال پره نیز انجام گرفته است و با استفاده از دیاگرام کمپل فرکانسهای طبیعی که احتمال تحریک آنها در سرعت کاری کمپرسور وجود دارد تعیین شده است. به منظور شناسایی میدان تنش در فرکانسهای مورد نظر، آنالیز هارمونیک با اعمال نیروی آیرودینامیکی تحت فرکانس تشدید انجام گرفته است. پس از تعین میدان تنش در فرکانس تشدید تمامی مراحل مدل سازی ترک برای محاسبه عمر خستگی تحت این شرایط تکرار شده اند. برای صحت سنجی نتایج از روش نیمه تحلیلی راجو-نیومن نیز برای محاسبه ضرایب شدت تنش استفاده شده است.
Text of Note
In this thesis, to determine fatigue life of a T56 engine compressor blades, crack propagation rate of blades located at its 13th row is investigated. To do so, firstly, centrifugal and aerodynamic forces acting upon the blades are calculated and then corresponding stress field caused by mentioned force is determined using Finite Element Method. Next, points having maximum normal stresses are considered as critical points where initial half-elliptical cracks are modeled at. After modelling of initial crack, stress intensity factor on the front of the crack is extracted employing ANSYS software, and Number of cycles required for certain amount of crack propagation is calculated using Paris formulae. Later, after the crack propagation in this stage, a crack with a new length is modeled at the same point and all previous mentioned stages are repeated to propagate the crack. Therefore, with a discrete form of crack propagation, crack is gradually propagated till blade's fracture, and its fatigue life and crack propagation rate is calculated. Additionally, here in, modal analysis of the blade is performed to obtain those natural frequencies which are susceptible to be excited in various working speeds by dint of Campbell diagrams. To identify stress fields of detected natural frequencies, harmonic analysis is performed when aerodynamic forces are applied during resonance condition. After determining the stress fields at resonance frequencies, cracks are modeled on critical points again to investigate the fatigue life under resonant conditions. To verify the simulation results, a semi-analytical method of Raju-Newman is used to calculate the stress intensity factors.