تحلیل تنش در محل اتصال دیسک و پره در توربین گازی

یکی از نواحی حساس و بحرانی در توربین ها محل اتصال پره توربین به دیسک می باشد. به طوریکه عموما در توربین هایی که دچار از کار افتادگی شده اند، آسیب ابتدا از این ناحیه شروع شده است. تغییرات تنش در ناحیه اتصال دیسک و پره در واقع به عنوان یک نیاز اصلی برای محاسبات شکست، خستگی و تخمین عمر است. این تخمین عمر در طراحی توربین، ارتقا (به توربینهایی با راندمان بالاتر) و تمدید طول عمر توربینهای هوایی و یا زمینی استفاده می شود. عموما در صنایع توربینی مدل هایی کامپیوتری مورد نیاز است که در آن بتوان این توزیع تنش را در شرایط کاری با دقت مناسبی پیش بینی نمود. بهترین پیش بینی را مدلی ارائه می نماید که شرایط واقعی ناحیه اتصال را با جزییات آن درنظر بگیرد. از طرفی مدل سازی جزئیات تماس بسیار وقت گیر و پر هزینه است بنابراین نیاز است با روشهای تجربی صحه گذاری گردند. بنابراین نیاز است که مدلهای ساده شده ای ساخته شود به طوریکه پیچیدگی مدلهای تماس را نداشته باشند و توزیع تنش مناسبی را نیز پیش بینی نمایند. چنین مدلی یک ایده ال در صنعت است زیرا که نیازها را با صرف زمان نسبتا کمی مرتفع می سازد. در این مقاله توزیع تنش در ناحیه اتصال یک دیسک توربین گازی به پره در مدلهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. در دو مدل دو بعدی و سه بعدی ناحیه تماس ریشه پره دقیقا مدلسازی شده است و نتایج با نتایج اندازه گیری تجربی مقایسه شده است. همچنین دو مدل دیگر فاقد پیچیدگیهای ناحیه تماس ساخته شده و نتایج آن با مدلهای دقیق مقایسه شده است. مقدار بار نهایی پلاستیک شدن دیسک محاسبه شده و تنش پسماند حاصله محاسبه شده است. همچنین تاثیر ضریب اضطکاک بر حد پلاستیک شدن دیسک بررسی شده است.