Modh chun anailís crack a dhéanamh ar fháinne lann dhílis an innill aero

Le feabhas a chur ar fheidhmíocht aer-inneall, tá ábhair éadroma agus ard-éifeachtúlachta do lanna tuirbín tar éis éirí mar threocht forbartha. Tá mórán aird á tarraingt ar chomhdhúile maitrís tíotáiniam treisithe snáithíní fada sileacain mar gheall ar a n-éifeacht laghdaithe meáchain maith agus an cumas ualaí cuacha a sheasamh. Tá ard-neart, friotaíocht teocht ard agus airíonna tuirse agus creep den scoth ag an ábhar lann tuirbín seo. Is éard atá i gceist leis an bpróiseas monaraíochta ná an cóimhiotal tíotáiniam a bhrionnú i gcruth lann, sliotáin a chur in áirithe sa fáinne lann chun an t-ábhar ilchodach a líonadh, atá nasctha go docht ansin le teicneolaíocht brú isostatach te.

Sa staidéar seo, rinneadh tástáil ar shaolré thuirse tonnchrith na lanna a úsáideann próiseas FHT+HIP agus lanna II ag baint úsáide as próiseas FHT amháin, agus ba é sprioclíon na dtimthriallta ná 3×10^7. Blade Chuir mé deireadh leis an tástáil ag 1.8×10^7 uair mar gheall ar crack tip, agus d'éirigh le lann II an tástáil. Trí iniúchadh macrascópach, anailís briste, tástáil ábhair, tástáil mheicniúil agus insamhalta eilimint chríochta, rinneadh anailís ar shaintréithe crack agus cúiseanna lann I chun a mhodh teip a chinneadh.

1. Próiseas tástála agus torthaí

1.1 Cigireacht Macrascópach

Taispeántar torthaí braite fluaraiseachta crack lann I i bhFíor 1. Bhí scoilteanna in aice le deireadh barr an lann, agus léirigh an fhluaraiseacht go raibh na scoilteanna tar éis dul isteach i dtreo tiús an lann, agus bhí na scoilteanna thart ar 33 mm ar shiúl ó imeall inlet an lann.

1.2 Anailís briste

Osclaítear crack an lann, agus taispeántar moirfeolaíocht macra an briste i bhFíor 2. Tá an bristeadh bán grayish, agus is léir go bhfuil an dath difriúil ón limistéar a osclaítear go saorga. Is beag an luaineacht fhoriomlán an briste, agus tá tréithe na n-imill radiating agus na stua tuirse soiléir, rud a léiríonn go bhfuil an briste scoilteadh tuirse. Fócas ar an uimhir phoiblí: dhá chumhacht meaisín ar dtús, rochtain saor in aisce ar shonraí ollmhóra dhá mheaisín, díriú ar dhá eolas meaisín agus príomhtheicneolaíochtaí!

Baineadh úsáid as micreascópacht leictreon scanadh astaithe allamuigh (SEM) chun breathnú micreascópach ar bhriseadh crack an lann, agus fuarthas amach go raibh na himill radiating agus na stuanna tuirse le chéile ar dhromchla droma an lann, rud a léiríonn gur thosaigh an tuirse as sin agus cuireadh i láthair a. gné aonfhoinse. Léiríodh suíomh an réigiúin foinse sa limistéar líne dhearg i bhFíor 2. Léirigh breathnóireacht mhéadaithe bhreise go raibh an caitheamh sa limistéar foinse tuirse trom agus níor breathnaíodh aon lochtanna miotalóireachta soiléire (achar na líne dubh i bhFíor 3a). Léiríonn torthaí anailíse speictrim fuinnimh go bhfuil an t-ábhar O sa réigiún seo ar ndóigh níos airde ná sin sa mhaitrís, agus níl aon neamhghnáchaíocht soiléir ag eilimintí eile. Is féidir bannaí tuirse soiléire agus scoilteanna tánaisteacha a fheiceáil sa limistéar síneadh, ag dearbhú tuilleadh nádúr briste mar thuirse (FIG. 3b). Bhí marcanna meaisínithe lann (FIG. 4) le feiceáil ar dhromchla taobh an réigiúin foinse, a raibh Uillinn áirithe leis an crack, rud a léiríonn nach raibh cur chun cinn tionscnamh crack suntasach. Taispeántar suíomh macra an réigiúin foinse tuirse ar thaobh chúl an lann i bhFíor 5. Tá an réigiún foinse thart ar 15 mm ó aghaidh deiridh an tip lann agus 20 mm ón imeall inlet, agus leathnaíonn sé go dtí an dá thaobh den barr an lann agus an imeall inlet.

Rinneadh tástálacha feidhmíochta meicniúla ar lanna I agus II, agus tógadh 4 shampla ó gach lann. Rinneadh tástáil teanntachta ag teocht an tseomra de réir chaighdeán HB 5143-1996, bhí luas luchtaithe 1mm / nóim, agus tástáladh dhá shampla i ngach stát. Léiríodh na torthaí i dTábla 2. Rinneadh an tástáil tuirse ard-timthriall ag teocht an tseomra de réir caighdeán HB 5287-1996, agus tástáladh dhá shampla do gach stát. Taispeántar na torthaí i dTábla 3.

Tá neart toraidh agus neart teanntachta lann I beagán níos ísle ná an lann II, tá an fadú comhchosúil ach is léir go bhfuil crapadh an ailt difriúil, agus níl aon mhuineál soiléir ag lann I. Léirigh tástáil tuirse ag teocht an tseomra go raibh feidhmíocht tuirse lann I i bhfad níos ísle ná feidhmíocht lann II. Is féidir leis na lanna atá cóireáilte le FHT na riachtanais tástála 3 × 10 ^ 7 huaire a chomhlíonadh, agus ní féidir leis na lanna atá cóireáilte le FHT + HIP na ceanglais tástála a chomhlíonadh, atá comhsheasmhach le torthaí tástála saol tuirse creathadh.

1.5 Anailís struis

Eascraíonn tuirse briste scoilte an lann I ó dhromchla cúil an lann agus tá achar áirithe aige ó aghaidh an rinn agus ó thaobh an lann. D'fhonn anailís a dhéanamh ar an ngaol idir tionscnamh tuirse agus dáileadh strus, déantar an anailís strus dromchla ar lann i mbogearraí insamhalta eilimint chríochta ANSYS.

I múnla eilimint chríochta an lann, baineadh úsáid as eilimint C3D10 le haghaidh roinnt mogalra, le iomlán de 12 035 eilimintí agus 48 216 nóid. Baineadh úsáid as an modh creathadh lúbthachta den chéad ordú le haghaidh anailíse ionsamhlúcháin eiliminte críochta. Ba é an pointe tagartha barr an lann imeall inlet, agus roghnaíodh riocht teorann an chuid tenon mar thacaíocht fhréamh. Léiríodh na torthaí dáileadh struis i FIG. 8. Is féidir a fheiceáil go bhfuil trí phointe ardleibhéil strus ar an lann, tá an pointe strus uasta ar thaobh chúl an lann, agus tá an pointe strus níos airde in aice leis an aghaidh deireadh tip agus imeall inlet an cuan lann. taobh. Taispeántar na suíomhanna ard-strus comhfhreagracha i dTábla 4. Eascraíonn tuirse lann I ó dhromchla chúl an lann, agus tá an limistéar foinse thart ar 15 mm ó bharr deireadh an lann agus 20 mm ón imeall inlet, atá comhsheasmhach go bunúsach. le suíomh an chrios strus uasta C den lann.

2. Anailís agus plé

Léiríonn an anailís briste go bhfuil tréithe crack an lann I i gcomhréir leis na saintréithe tuirse timthriall ard, agus sroicheann líon na dtimthriallta oibre 1.87 × 10 ^ 7 uair. Is féidir leis na lanna a chóireáiltear le próiseas FHT (cóireáil teasa) na riachtanais tástála 3 × 10 ^ 7 huaire a chomhlíonadh; Mar sin féin, bhris na lanna a bhí cóireáilte le FHT+HIP (brú isostatach te) tar éis 3 × 10^6 timthriallta amháin, agus tháinig laghdú suntasach ar a n-airíonna plaistigh agus tuirse.

Déileáiltear le Leaf II trí phróiseas FHT chun struchtúr ciseán glan a fhoirmiú, agus déantar an chéim acicular a dháileadh sa ghráin, rud a fheabhsaíonn neart agus airíonna tuirse an ábhair. Ar an láimh eile, tar éis cóireáil FHT + HIP, fásann an grán lann I go suntasach, agus déantar an chéim tánaisteach a dháileadh go leanúnach ag teorainn gráin , rud a fhágann go scaipeann an crack go héasca ar feadh na teorann gráin, rud a laghdóidh an friotaíocht tuirse.

Léiríonn an anailís eiliminte críochta go bhfuil an pointe strus uasta den lann suite ar thaobh chúl an lann, atá ag teacht le seasamh réigiún foinse crack I an lann. Léiríonn sé seo gurb é an réigiún strus uasta an áit is dóichí go dtarlóidh scoilteanna tuirse. Maidir leis an lann cóireáilte HIP I, mar gheall ar an bhfás gráin agus go bhfuil céim leanúnach ann, tá an réigiún seo níos mó seans maith go scoilteadh tuirse go luath.

Léiríonn na torthaí gur féidir le brionnú tánaisteach cóimhiotal tíotáiniam tar éis cóireála ag dul in aois spherodization na céime snáthaide a chur chun cinn agus struchtúr equiaaxial stát trasdula fíneáil a fhoirmiú. Cé go bhfuil toughness briste an struchtúir seo beagán níos ísle ná an struchtúr glan chiseáin, d'fhéadfadh sé a bheith níos oiriúnaí do bhrionnú fáinne lanna lárnach. Dá bhrí sin, moltar an t-ord próiseála a choigeartú agus brionnú tánaisteach a chur i bhfeidhm tar éis brú isostatach te chun foirmiú teorann gráin leanúnach-chéim dhochrach a sheachaint agus feidhmíocht iomlán an lann a fheabhsú.

3. Conclúidí agus Moltaí

1) Tar éis cóireáil FHT+ HIP, is é an t-airí crack atá ag an lann annular lárnach ná tuirse timthriall ard, agus eascraíonn an crack tuirse ón gcrios strus uasta ar chúl an lann.

2) Tar éis cóireáil HIP, tá scannán leanúnach le teorainn gráin dhíreach, rud a laghdaíonn go mór an friotaíocht tuirse agus go dtiocfaidh scoilteanna tuirse roimh am a thionscnamh.

3) Moltar cóireáil bhrionnú tánaisteach a dhéanamh tar éis an phróisis bhrú isostatach te chun struchtúr spheroidized stáit aistrithe fíneáil a fháil chun drochthionchar teorainneacha gráin chéim leanúnach ar fheidhmíocht a sheachaint.