روش اصلاح منطقه ای همگرا برای ارزیابی ریسک دیسک های توربین گاز در معرض عیوب متالورژیکی با تکرار پایین

Convergent Zone-Refinement Method for Risk Assessment of Gas Turbine Disks Subject to Low-Frequency Metallurgical Defects

مجله ASME

سال ۲۰۰۷

چکیده

دیسک های توربین گاز تیتانیوم در معرض احتمال بسیار کم شکست ناشی از عیوب متالورژیکی خصوصا α سخت، هستند. یک روش احتمالاتی در مطابقت با بخشنامه شورای اداری هوانوردی فدرال (FAA) شماره ۳۳٫۱۴-۱ برای محاسبه احتمال شکست دیسک‌های تیتانیوم توربین گاز در معرض عیوب متالورژیکی کم تکرار (α سخت)، توسعه داده شده و اجرا شده است. این روش در این جا بیشتر توسعه یافته است تا اطمینان حاصل شود که محاسباتی دقیق، همگرا، و صحیح از احتمال انجام شده است که مستقل از مسائل تجزیه است. یک روش تجزیه مواد مبتنی بر ناحیه اجرا شد، سپس با تجزیه بیشتر با استفاده از عوامل سهیم در ریسک مثل یک استاندارد(معیار)، به صورت موضعی، اصلاح شد. روش تکنیکی شبیه به اصلاح h در تحلیل اجزای محدود است؛ یعنی از یک استاندارد محلی برای نشان دادن مناطق نیاز به اصلاح بیشتر استفاده میشود، و اصلاح متعاقب منجر به راه حل دقیق تری میگردد. پیشرفت‌های تکنولوژی پشتیبانی نیز مورد بحث قرار گرفته اند که شامل اصلاح اجزا محدود محلی و پوست پیاز برای تفکیک مناطق فرعی، و یک پایگاه داده راه اندازی مجدد و پردازش موازی برای راندمان محاسباتی است. یک مثال عددی برای اثبات ارائه شده است.

Abstract
Titanium gas turbine disks are subject to a rare but not insignificant probability of fracture due to metallurgical defects, particularly hard
. A probabilistic methodology has been developed and implemented in concordance with the Federal Aviation Administration (FAA) Advisory Circular 33.14-1 to compute the probability of fracture of gas turbine titanium disks subject to low-frequency metallurgical (hard
) defects. This methodology is further developed here to ensure that a robust, converged, accurate calculation of the probability is computed that is independent of discretization issues. A zonebased material discretization methodology is implemented, then refined locally through further discretization using risk contribution factors as a metric. The technical approach is akin to “h” refinement in finite element analysis; that is, a local metric is used to indicate regions requiring further refinement, and subsequent refinement yields a more accurate solution. Supporting technology improvements are also discussed, including localized finite element refinement and onion skinning for zone subdivision resolution, and a restart database and parallel processing for computational efficiency. A numerical example is presented for demonstration.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد