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Estudio de Simulación y Experimental sobre la Desprendimiento del Tenón-Raíz de la Paleta de Turbina de Gas en Prueba de Giro

Autores: Yu, Maoyu; Wang, Jianfang; Xuan, Haijun; Xiong, Wangjiao; He, Zekan; Qu, Mingmin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estudio de Simulación y Experimental sobre la Desprendimiento del Tenón-Raíz de la Paleta de Turbina de Gas en Prueba de Giro


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Palas de turbina
Contención
Motor de turbina de gas
Simulación
Validación experimental
Carcasa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento aborda el problema crítico de la contención de las palas de turbina en los motores de aeronaves, crucial para garantizar la seguridad en vuelo. A través de un enfoque integral que integra simulaciones numéricas y validaciones experimentales, se analizan a fondo las capacidades de contención de las carcasas de motores de turbina de gas. El estudio investiga la dinámica de impacto, las características de deformación y los mecanismos de absorción de energía durante los eventos de desprendimiento de palas, arrojando luz sobre el proceso de contención. Basándose en la naturaleza de múltiples etapas de las turbinas de gas, se diseñaron dos estructuras de palas diferentes para las palas de turbina. Utilizando simulación por elementos finitos y la ecuación constitutiva de Johnson-Cook, este estudio simuló con precisión escenarios de contención de pala única y de pala dual. Los resultados de la simulación de la pala única indican que el proceso de impacto de una pala de turbina de gas contra la carcasa consiste principalmente en tres etapas. La segunda etapa, donde la raíz del espigón golpea la carcasa, se identifica como la principal causa del daño en la carcasa. Mientras tanto, en la simulación de pala dual, la segunda pala, influenciada por la primera pala, impacta directamente la carcasa después de fracturarse, resultando en un mayor daño. Luego, se realizaron ocho pruebas de contención correspondientes basadas en los resultados de la simulación, validando la precisión de los parámetros de simulación. La verificación experimental de los resultados de la simulación confirma aún más la validez de las curvas de contención propuestas, proporcionando información esencial para optimizar el diseño de la carcasa y mejorar la seguridad y fiabilidad de los motores de aeronaves.

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