Mixed Mode (I/II/III) Stress Intensity Factors in Gas Turbine Blade Considering ۳D Semi-elliptical Crack

سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 78

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JASTI-15-1_001

تاریخ نمایه سازی: 8 مرداد 1402

چکیده مقاله:

Regardless of the initiation or propagation procedure of crack in a gas turbine blade, the precise expectation of the fracture behavior, such as mixed-mode Stress Intensity Factors (SIF), plays a significant role in acquiring its operational life. Therefore, multilateral three-dimensional fracture solutions are required, including real-based mixed-mode loading (I/II/III) conditions and geometrical considerations. In this study, three-dimensional semi-elliptical crack in a gas turbine blade with various geometrical parameters and inclination angles under mixed-mode loading (I/II/III) conditions were investigated based on the employing finite element techniques and analytical procedure. In this context, the semi-elliptical crack has been considered in the critical zone of the rotating blade to achieve the effect of crack aspect ratio, rotational velocity, crack location, and mechanical properties. Fluid Solid Interaction (FSI) analysis was also performed in addition to solid functional enriched elements. Structural simulation is done at the speed of ۸۳.۷۷۶ m/s based on CFD simulation. The results indicated that Al Alloys blade shows a profitable resistance in crack propagation. Moreover, as the crack domain is near the location of x/c= ۰.۲۵ and ۱.۹ of crack front, the mode II SIF will be independent of rotational velocity and the blades' mechanical properties. Similarly, for the location of x/c= ۱.۱ in crack front, the mode III SIF is independent of rotational velocity and blades' mechanical properties.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

Seyed mohammad navid ghoreishi

Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center, Tehran, Iran

Nabi Mehri-Khansari

Faculty of Mechanical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran

Houman rezaei

Departments of Mechanics and Systems, University of Polytechnic of Tours, France

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Ayhan, A., & Nied, H. J. I. J. f. N. ...
  • Ayhan, A. O. (۲۰۰۰). Finite element analysis of nonlinear deformation ...
  • Ayhan, A. O. J. I. J. o. F. (۲۰۰۷). Mixed ...
  • Ayhan, A. O. J. I. j. o. s., & structures. ...
  • Barsoum, R. S. J. I. j. f. n. m. i. ...
  • Belytschko, T., & Black, T. (۱۹۹۹). Elastic crack growth in ...
  • Benzley, S. J. I. J. f. N. M. i. E. ...
  • Bernstein, H. L., & Allen, J. M. (۱۹۹۲). Analysis of ...
  • Boyce, M. P. (۲۰۱۱). Gas turbine engineering handbook: Elsevier ...
  • Branco, R., & Antunes, F. (۲۰۰۸). Finite element modelling and ...
  • Branco, R., Antunes, F., Ricardo, L., Costa, J. J. F. ...
  • Branco, R., Rodrigues, D., Antunes, F. J. F., Materials, F. ...
  • Bremberg, D., & Dhondt, G. J. E. F. M. (۲۰۰۸). ...
  • Çetin, M., & Yaman, K. J. D. S. J. (۲۰۲۰). ...
  • Chen, A.-j., & Zeng, W.-j. (۲۰۰۶). Weight function for stress ...
  • Chen, L.-j., & Xie, L.-y. (۲۰۰۵). Prediction of high-temperature low-cycle ...
  • Citarella, R., Cricrì, G., Lepore, M., & Perrella, M. J. ...
  • Citarella, R., Giannella, V., Vivo, E., Mazzeo, M. J. T., ...
  • arrahi, G., Tirehdast, M., Abad, E. M. K., Parsa, S., ...
  • Fawaz, S. J. E. F. M. (۱۹۹۸). Application of the ...
  • Fett, T. (۲۰۰۲). Stress intensity factors and T-stress for single ...
  • Fett, T., & Bahr, H. (۱۹۹۹). Mode I stress intensity ...
  • Fossati, M., Colombo, D., Manes, A., & Giglio, M. J. ...
  • arcia‐Manrique, J., Camas, D., Gonzalez‐Herrera, A. J. F., Materials, F. ...
  • Ghatak, A., & Robi, P. (۲۰۱۶). Modification of Larson–Miller parameter ...
  • Guo, X., Zheng, W., Xiao, C., Li, L., Antonov, S., ...
  • Han, Q., Wang, Y., Yin, Y., & Wang, D. J. ...
  • Hirakawa, K., Toyama, K., & Kubota, M. J. I. j. ...
  • Hou, J., Wicks, B. J., & Antoniou, R. A. (۲۰۰۲). ...
  • Jin, Z., & Wang, X. (۲۰۱۳). Weight functions for the ...
  • Jones, I., & Rothwell, G. (۲۰۰۱). Reference stress intensity factors ...
  • Kai-ping, M., & Chun-tu, L. (۲۰۰۴). Semi-weight function method on ...
  • Kersey, R., Staroselsky, A., Dudzinski, D., & Genest, M. J. ...
  • Kirthan, L., Hegde, R., Suresh, B., & Kumar, R. G. ...
  • Knott, J. F. (۱۹۷۳). Fundamentals of fracture mechanics: Gruppo Italiano ...
  • Koshima, T., & Okada, H. J. E. F. M. (۲۰۱۵). ...
  • Kotousov, A., Berto, F., Lazzarin, P., & Pegorin, F. (۲۰۱۲). ...
  • Kumar, A., Keane, A., Nair, P., & Shahpar, S. (۲۰۰۶). ...
  • Kumar, A., Nair, P., Keane, A., & Shahpar, S. (۲۰۰۵). ...
  • Kumari, S., Satyanarayana, D., & Srinivas, M. J. E. f. ...
  • Lakshminarasimha, A., Boyce, M., & Meher-Homji, C. (۱۹۹۴). Modeling and ...
  • Lange, A., Vogeler, K., Schrapp, H., & Clemen, C. (۲۰۰۹). ...
  • Li, Y.-G. (۲۰۱۰). Gas turbine performance and health status estimation ...
  • Lin, X., & Smith, R. (۱۹۹۸a). Fatigue growth prediction of ...
  • Lin, X., & Smith, R. (۱۹۹۸b). Fatigue growth prediction of ...
  • Liu, H., Yang, X., Li, S., & Shi, D. J. ...
  • Maschke, H.-G., & Kuna, M. (۱۹۸۵). A review of boundary ...
  • Mattheck, C., Morawietz, P., & Munz, D. (۱۹۸۳). Stress intensity ...
  • Mattheck, C., Munz, D., & Stamm, H. (۱۹۸۳). Stress intensity ...
  • Montoya, J. (۱۹۶۶). Coupled bending and torsional vibrations in a ...
  • Morini, M., Pinelli, M., Spina, P. R., & Venturini, M. ...
  • Mouna, A., Boukortt, H., Meliani, M. H., Muthana, B. D., ...
  • Nikishkov, G., & Atluri, S. J. I. j. f. n. ...
  • Noda, N.-A., & Xu, C. (۲۰۰۸). Controlling parameter of the ...
  • Nowell, D., Dini, D., & Hills, D. J. E. f. ...
  • O’Hara, P., Duarte, C. A., & Eason, T. J. E. ...
  • Okada, H., Kawai, H., & Araki, K. J. E. F. ...
  • Okada, H., Kawai, H., Tokuda, T., & Fukui, Y. J. ...
  • Okada, H., Koya, H., Kawai, H., Li, Y., & Osakabe, ...
  • Peng, X., Atroshchenko, E., Kerfriden, P., & Bordas, S. P. ...
  • Poursaeidi, E., Aieneravaie, M., & Mohammadi, M. (۲۰۰۸). Failure analysis ...
  • Poursaeidi, E., & Salavatian, M. J. E. F. A. (۲۰۰۹). ...
  • Rajaram, H., Socrate, S., & Parks, D. J. E. F. ...
  • Sanati, H., Amini, A., Reshadi, F., Soltani, N., Faraji, G., ...
  • Sarraf, C., Nouri, H., Ravelet, F., & Bakir, F. (۲۰۱۱). ...
  • Seifi, R. (۲۰۱۵). Stress intensity factors for internal surface cracks ...
  • Shivakumar, K., Tan, P., & Newman Jr, J. (۱۹۸۸). A ...
  • Shojaeifard, M., Sajedin, A., & Khalkhali, A. J. M. M. ...
  • Suder, K. L., Chima, R. V., Strazisar, A. J., & ...
  • Sukumar, N., Dolbow, J., & Moës, N. J. I. J. ...
  • Tao, C., Zhong, P., & Li, R. (۲۰۰۰). Failure analysis ...
  • Tsang, D., Oyadiji, S., & Leung, A. (۲۰۰۷). Two-dimensional fractal-like ...
  • Tweed, J., Das, S., & Rooke, D. (۱۹۷۲). The stress ...
  • Tweed, J., & Rooke, D. (۱۹۷۳). The stress intensity factor ...
  • Vigdergauz, S. (۱۹۹۶). An effective method for computing the elastic ...
  • Viswanathan, R., & Dolbec, A. (۱۹۸۷). Life assessment technology for ...
  • Wang, X. (۲۰۰۳). Elastic T-stress solutions for semi-elliptical surface cracks ...
  • Wang, Y., Tham, L., Lee, P., & Tsui, Y. (۲۰۰۳). ...
  • Wee, J.-W., Chudnovsky, A., Choi, B.-H. J. I. J. o. ...
  • Witek, L. J. E. F. A. (۲۰۱۵). Simulation of crack ...
  • Witek, L. J. F. o. A. S. (۲۰۱۲). Numerical simulation ...
  • Xi, N., Zhong, P., Huang, H., Yan, H., & Tao, ...
  • Xiao, J., Wang, G., Tu, S., & Xuan, F. J. ...
  • Yang, S., Hui, B., & Guo-tai, F. (۲۰۱۱). Investigation and ...
  • Yasmina, A., Bacha, N., & Semmar, D. (۲۰۰۸). Probabilistic model ...
  • Ying, Y., Cao, Y., Li, S., Li, J., & Guo, ...
  • Yu, Z.-Y., Zhu, S.-P., Liu, Q., & Liu, Y. (۲۰۱۷). ...
  • Zhou, D., Wei, T., Huang, D., Li, Y., & Zhang, ...
  • نمایش کامل مراجع