فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه  1

1-1 مقدمه  2

1-2 مكانیك آسیب پیوسته  4

1-3 هدف از انجام پژوهش    5

1-4 چکیده مباحث مطرح شده در این پایان‌نامه  5

فصل 2: مروری بر تحقیقات انجام شده  7

2-1 مکانیک آسیب پیوسته  8

2-2 اندرکنش خزش– خستگی  13

فصل 3: معادلات حاکمه  19

3-1 مقدمه  20

3-2 ماهیت و متغیرهای آسیب   20

3-3 انواع آسیب   23

3-4 مفاهیم پایه  27

3-4-1 پارامتر آسیب   27

3-4-2 مفهوم تنش مؤثر 28

3-4-3 اصل کرنش‌ معادل  30

3-4-4 ارتباط کرنش و آسیب   30

3-4-5 آستانه آسیب   33

3-5 فرمول بندی ترمودینامیکی آسیب   35

3-5-1 ترمودینامیک آسیب   35

3-5-2 چارچوب کلی  36

3-5-3 پتانسیل حا‌لت برای آسیب همسان  40

3-5-4 قوانین سینتیک رشد آسیب   41

3-6 معادلات الاستو-(ویسکو-)پلاستیسیته کوپل با آسیب   45

3-6-1 معادلات اساسی (ویسکو-)پلاستیسیته بدون کوپل با آسیب   45

3-6-2 معادلات کوپل بین پلاستیسیته و آسیب   47

3-7 مدل‌سازی اندرکنش خزش-خستگی  49

3-8 اندازه‌گیری آسیب   50

3-8-1 روش تغییرات مدول الاستیسیته  53

فصل 4: مدل‌سازی روتور  55

4-1 مقدمه  56

4-2 شرایط کارکرد و هندسه روتور 57

4-2-1 شرایط کارکرد 57

4-2-2 هندسه روتور 60

4-3 شرایط مرزی و بارهای اعمالی  64

4-4 شرایط دمایی  65

4-5 انتخاب المان و شبکه‌بندی مدل  68

4-6 گام‌های حل  72

فصل 5: تعیین خواص مکانیکی جنس روتور  74

5-1 مقدمه  75

5-2 شناسایی جنس روتور توربین گاز 75

5-3 آزمون کشش ساده و دوره‌ای  78

5-3-1 نتایج آزمون‌ کشش    80

5-3-2 تعیین پارامترهای مدل سختی سینماتیکی  83

5-3-3 تعیین پارامترهای مدل آسیب   87

5-3-4 تعیین مقدار بحرانی پارامتر آسیب   91

5-4 آزمون رهایش    97

5-4-1 تعیین پارامترهای مدل ویسکوز نورتن  100

5-5 نتیجه‌گیری  104

فصل 6: نتایج و بررسی   105

6-1 مقدمه  106

  http://40y.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8%af-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%d8%aa%d8%ad%d9%84%d9%8ahttp://40y.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8%af-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%d8%aa%d8%ad%d9%84%db%8c%d9%84-%d8%aa%d9%86%d8%b4-%d8%b1%d9%88%d8%aa%d9%88%d8%b1/%d9دانلود پایان نامه ارشد : تحلیل بازتاب های کالبدی طرح های واگذاری اراضی شهری %84-%d9%81%d8%b1%d8%a7%d9%88%d8%a7%d9%86%d9http://40y.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8http://40y.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8%af-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%d8%aa%d8%ad%d9%84%db%8c%d9%84-%d8%a8%d8%a7%d8%b2%d8%aa%d8%a7%d8%a8-%d9%87%d8%a7/%af-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af%d8%aa%d8%ad%d9%84%db%8c%d9%84-%d8%a7%d8%b1%d8%aa%d8%a8%d8%a7%d8%b7-%d8%aa%d9%88/%8a/

6-2 نتایج مربوط به شبیه‌سازی المان محدود 106

6-2-1 وضعیت فعلی روتور 107

6-2-2 تخمین عمر باقیمانده روتور 114

6-2-3 بررسی نتایج  117

6-3 تخمین عمر به کمک آزمون رپلیکا 128

6-3-1 روش رپلیکا 128

6-3-2 انجام آزمون رپلیکا بر روی روتور توربین  129

6-3-3 مشاهده نمونه‌های آزمون‌ رپلیکا توسط SEM   131

فصل 7: نتیجه‏گیری و پیشنهادات   135

7-1 نتیجه گیری  136

7-2 پیشنهادات   137

فهرست منابع   139

1-1 مقدمه

توربین‌های گاز یکی از اجزای بسیار مهم برای تولید انرژی در صنایعی نظیر هوافضا، دریانوردی، نفت و نیروگاه‌های حرارتی می‌باشند و كاربرد آنها در صنایع مختلف روز‌به‌روز در حال گسترش می‌باشد. بنابراین مطالعه و بررسی ابعاد مختلف توربین گاز به منظور استفاده بهینه و توسعه آن، امروزه در مراكز تحقیقاتی دنیا اهمیت ویژه‌ای پیدا كرده است. با توجه به اینکه توربین‌های گاز در شرایط کاری در برابر دما و نیروهای بسیار زیاد قرار می‌گیرند، دارای عمر محدودی هستند. بنابراین نیاز است که بتوان عمر اجزای آن را پیش‌بینی نمود. توانایی در انجام تخمین عمر ما را قادر به استفاده بهینه از تجهیزات مهندسی می‌کند که دارای مزایای اقتصادی بسیار زیادی می‌باشد.

یکی از اجزای بسیار مهم و اساسی توربین گاز، روتور آن می‌باشد که در معرض تنش‌ها و دماهای بسیار زیاد قرار دارد. این شرایط كاری بحرانی دما و تنش بالا باعث می‌گردد که مكانیزم‌های تخریب مختلفی بر روی روتور اعمال شده و در نتیجه روتور به مرور زمان دچار زوال و افت خواص شود.

در زمینه علل واماندگی[1] روتور، تحقیقات متعددی صورت گرفته است و مهمترین مكانیزم‌های تخریب آن از جمله خزش، خستگی، اكسیداسیون و خوردگی از لحاظ ریزساختاری و فیزیكی بررسی شده‌اند. همچنین اثر متقابل این واماندگی‌ها كه می‌تواند ناشی از اثر همزمان دو یا بیشتر این عوامل باشد، بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصل، اندرکنش خزش-خستگی[2] از جمله مهمترین علل واماندگی در روتور توربین گاز می‌باشد. این پدیده كه ناشی از شرایط كاری سخت دما بالا و تنش‌های زیاد می‌باشد عمر روتور را محدود می‌كند. تركیب تنش و دمای زیاد باعث بروز پدیده خزش شده و گرادیان‌های شدید دمایی باعث خستگی حرارتی می‌گردند. بنابراین مهمترین مکانیزم‌های تخریبی که در زوال روتور و در نتیجه کاهش عمر آن نقش دارند عبارتند از خستگی حرارتی، خزش و اندرکنش آن‌ها.

بر خلاف سایر قطعات توربین مانند پره‌ها و اتصالات، واماندگی روتور در حین عملیات می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیر و سنگینی را به كل مجموعه توربین وارد كند. بنابراین