Un método para la evaluación de la vida útil de los discos de turbina de motores a reacción basado en un espectro de carga variable en el tiempo
Autores: Yao, Shunyu; Niu, Xuming; Sun, Zhigang; Song, Yingdong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un método para la evaluación de la vida útil de los discos de turbina de motores a reacción basado en un espectro de carga variable en el tiempo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cargar espectro
Discos de turbina
Procesos transitorios
Modelo de degradación del rendimiento
Espectro de carga variable en el tiempo
Evaluación de la vida.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
El espectro de carga sirve como base para el análisis de vida de los discos de turbina de motores aéreos. Para mejorar la precisión de las evaluaciones de vida de los discos de turbina, este estudio compila un espectro de carga variable en el tiempo para los discos de turbina. En primer lugar, se establece un modelo sustituto para procesos transitorios en los puntos críticos de los discos de turbina, lo que permite la evaluación rápida de la temperatura transitoria y el estrés térmico en estos puntos bajo historias de carga complejas. En segundo lugar, se establece un modelo de degradación del rendimiento basado en datos de pruebas de motores reales, describiendo explícitamente la tendencia general de las características de degradación del rendimiento con respecto al número de ciclos y la potencia del motor. Finalmente, se compila un espectro de carga variable en el tiempo para los discos de turbina, considerando tanto procesos transitorios a corto plazo como la degradación del rendimiento a largo plazo. La vida de los discos de turbina en la raíz de la ranura en forma de árbol y el orificio del disco se evalúa utilizando la ecuación de Manson-Coffin, la ecuación de Wilshire y la regla de acumulación de daño lineal. Los resultados indican que ignorar los procesos transitorios conduce a resultados de evaluación de vida conservadores, mientras que ignorar la degradación del rendimiento conduce a resultados de evaluación de vida peligrosos. En comparación con los métodos tradicionales, el espectro de carga variable en el tiempo mejora significativamente la precisión y la naturaleza científica de la evaluación de la vida de los discos de turbina.
Descripción
El espectro de carga sirve como base para el análisis de vida de los discos de turbina de motores aéreos. Para mejorar la precisión de las evaluaciones de vida de los discos de turbina, este estudio compila un espectro de carga variable en el tiempo para los discos de turbina. En primer lugar, se establece un modelo sustituto para procesos transitorios en los puntos críticos de los discos de turbina, lo que permite la evaluación rápida de la temperatura transitoria y el estrés térmico en estos puntos bajo historias de carga complejas. En segundo lugar, se establece un modelo de degradación del rendimiento basado en datos de pruebas de motores reales, describiendo explícitamente la tendencia general de las características de degradación del rendimiento con respecto al número de ciclos y la potencia del motor. Finalmente, se compila un espectro de carga variable en el tiempo para los discos de turbina, considerando tanto procesos transitorios a corto plazo como la degradación del rendimiento a largo plazo. La vida de los discos de turbina en la raíz de la ranura en forma de árbol y el orificio del disco se evalúa utilizando la ecuación de Manson-Coffin, la ecuación de Wilshire y la regla de acumulación de daño lineal. Los resultados indican que ignorar los procesos transitorios conduce a resultados de evaluación de vida conservadores, mientras que ignorar la degradación del rendimiento conduce a resultados de evaluación de vida peligrosos. En comparación con los métodos tradicionales, el espectro de carga variable en el tiempo mejora significativamente la precisión y la naturaleza científica de la evaluación de la vida de los discos de turbina.