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Metodología de Elementos Finitos Basada en Imágenes de Microestructura para el Diseño de Recubrimientos Abradables para Motores Aeroespaciales

Autores: Azmeera, Anitha Kumari; Jadhav, Prakash; Lande, Chhaya

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Metodología de Elementos Finitos Basada en Imágenes de Microestructura para el Diseño de Recubrimientos Abradables para Motores Aeroespaciales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Mejoramiento
Recubrimientos abrasibles
Desgaste
Erosión
Modelado de microestructura
Propiedades mecánicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se recomienda actualizar los recubrimientos abridables o desgastables en la zona de alta temperatura de los motores aéreos para aumentar la eficiencia y la potencia de alta densidad en motores de turbina de gas para aeronaves militares o comerciales de ala fija y ala rotativa. El desarrollo de estos materiales recubiertos también está motivado por la minimización del número de fallos en la pala, así como por el aumento de su resistencia al desgaste y la erosión. Se sugiere que se utilicen recubrimientos o sellos abridables para lograr este objetivo. El espacio entre el rotor y la cubierta se minimiza gracias a un sello abridable en la punta de la pala. Los recubrimientos que pueden resistir la abrasión son a menudo materiales multifásicos rociados mediante métodos de pulverización térmica, que consisten en una matriz metálica, partículas de óxido y espacio vacío. El mantenimiento de una mezcla ideal de cualidades, como la resistencia a la erosión y la dureza, durante la producción determina la efectividad de un sello. El objetivo de esta investigación es desarrollar una metodología de modelado basada en microestructuras que imite el proceso de desgaste del recubrimiento y, posteriormente, ayude en el diseño de la composición del recubrimiento abridable. Se han empleado modelado de microestructura, mallado y análisis de desgaste utilizando diversas herramientas como Fusion360, Hyper Mesh y LS-Dyna, para desarrollar un modelo de recubrimiento abridable y realizar un análisis de desgaste utilizando una prueba de rig simulada. Se explora la relación entre la composición porcentual y las variaciones de morfología de metal, óxido y vacíos con respecto a los parámetros de salida como dureza, abrasibilidad y otras propiedades mecánicas utilizando modelos de análisis finito simulados de imágenes micrográficas reales de recubrimientos abridables.

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