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Análisis de HCF y LCF de una Paleta de Turbina de Admisión Completa Genérica

Autores: Riccius, Jörg R.; Zametaev, Evgeny B.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Análisis de HCF y LCF de una Paleta de Turbina de Admisión Completa Genérica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Palas de turbina
Análisis de vida por fatiga
Análisis térmico 3D por elementos finitos
Fatiga de alto ciclo
Análisis de fluencia
Fatiga de bajo ciclo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se sugiere un método numérico de análisis de la vida a fatiga de las palas de turbina. Este método comprende un análisis térmico 3D de elementos finitos (EF) estacionario del funcionamiento en caliente para el análisis combinado de fatiga de alta ciclo (HCF) y fluencia, y un análisis estructural 3D de elementos finitos cuasi-estacionario (acoplado unidireccional) (incluyendo seis pasos de carga) de una pala de turbina y dos medias palas, así como la sección del disco y del rotor, y un análisis de vida a fatiga de post-procesamiento (basado en la ecuación de Goodman modificada) para el punto de carga HCF más alto de la pala de turbina. Para el análisis de fatiga de bajo ciclo (LCF), esto incluye un análisis térmico 3D de elementos finitos transitorio de dos ciclos de carga completos, un análisis estructural 3D de elementos finitos cuasi-estacionario (acoplado unidireccional) de una pala de turbina y dos medias palas, así como la sección del disco y del rotor, y un enfoque de análisis de vida a fatiga de post-procesamiento (basado en la ecuación de Langer modificada) para el punto de carga LCF más alto de la pala de turbina. Finalmente, este enfoque se demuestra mediante el análisis numérico de HCF, LCF y fluencia de una pala de turbina genérica de la primera fila de rotores de una bomba turbo de hidrógeno de admisión completa de un generador de gas de clase de empuje de 1 MN (LRE) de cohete líquido LOX-LH. Para este ejemplo numérico, la carga LCF resultó ser dominante. La fluencia resultó ser negligible.

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