بررسی عددی تنش های پسماند در پره ی توربین توربوشارژر لکوموتیو ناشی از آسیب ضربه ی جسم خارجی؛ مقایسه مدلسازی ضربه بر روی پره ی توربین و سطح تخت

آسیب ضربه ی جسم خارجی در پره های توربین ناشی از ورود ذررات خارجی میلیمتری همچون شن، سنگ و یا تکه های ریز قطعات شکسته شده ی موتور میباشد. آسیب مذکور بر روی پره های توربین به صورت ناپیوستگیهای هندسی همانند حفره یا شیارهایی بر روی پره ها میباشند که این مکانها، شرایط مناسبی را برای ایجاد و رشد ترک و واماندگی کامل پره ها ایجاد میکنند. اکثر مطالعات موجود به بررسی ضربه ذررات کروی بر روی سطوح تخت پرداخته اند. یکی از جنبه های بسیار مهم آسیب ضربه ی جسم خارجی مطالعه ی تنشهای پسماند حاصل در محل ضربه، که نقش بسزایی در ایجاد و رشد ترک دارد، میباشد. در مقاله ی حاضر، به صورت عددی به بررسی تنش های پسماند ناشی از آسیب ضربه ی جسم خارجی بر روی یک نمونه پره ی توربین توربوشارژر لکوموتیو پرداخته شده است. در ابتدا جهت اعتبار سنجی مدلسازی عددی، ضربه یک ذرره کروی بر روی یک سطح تخت مدلسازی شد و تنش های پسماند و آسیبهای حاصل از مدلسازی با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه شد و مطابقت خوبی میان نتایج مذکور به دست آمد.سپس برخورد جسم خارجی کروی بر روی مکانهای مختلفی از لبه ی حمله ی پره ی توربین توربوشارژر لکوموتیو با سرعتهای ضربه متفاوت بررسی شد. در ادامه، نمونه پرهی مورد بررسی با یک بلوک با جنس یکسان معادل سازی شده و برخورد جسم خارجی بر روی سطح تخت مدلسازی شد. در این بررسی، تنشها و کرنشسه های پسماند حاصل در منطقه ی بحرانی با یکدیگر مقایسه شدند. در انتها مشخص شد، عامل کاهش دهنده ی عمر خستگی پره ها و رشد ترک خستگی، تنشهای پسماند کششی در بیرون حفره و تمرکز تنش ایجاد شده داخل حفره میباشند.

کلیدواژه ها:

آسیب ضربه ی جسم خارجی ، تنش های پسماند ، پره ی توربین توربوشارژر لکوموتیو ، سطح تخت