Mikrostrukturbasierte Simulation der Eigenspannungsverteilung in wärmebehandelten Turbinenscheiben aus INCONEL718
Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und Habilitationsschriften › Dissertation
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Abstract
Eine verbesserte Dimensionierung von Turbinenscheiben aus INCONEL718 führt zur Emissionsreduktion künftiger Triebwerke. Um dies bewerkstelligen zu können, müssen die Eigenspannungsfelder aus dem Herstellungsprozess in der Auslegung mitberücksichtigt werden. Der Herstellungsprozess setzt sich aus dem Schmieden, der Wärmebehandlung und der Oberflächenbearbeitung auf Endkontur zusammen. Der gesamte Prozess umfasst einen Temperaturbereich von ca. 1000 °C, in welchem sich die Ausscheidungsverfestigung stetig verändert. Für die Beschreibung der Ausscheidungsentwicklung wurde ein thermokinetisches Modell auf Basis von umfangreichen experimentellen Untersuchungen parametrisiert und validiert. Ein semi-empirisches Kriechgesetz wurde hergeleitet, welches den Einfluss der Ausscheidungsverfestigung auf die sekundären Kriechraten berücksichtigt. Unter Verwendung des mikrostrukturbasierten konstitutiven Modells und einer akkuraten Temperaturfeldsimulation konnten die Eigenspannungen mit einer Genauigkeit von ± 50 MPa simuliert werden. Die Validierung erfolgte mit Hilfe der Bohrlochmethode und der Neutronendiffraktion. Die Integration des verbesserten Modells in den Auslegungsprozess von Turbinenscheiben ermöglicht die Berücksichtigung des Herstellungsprozesses und damit der Eigenspannungen.
Details
Titel in Übersetzung | Microstructural based simulation of the residual stress field in heat treated turbine discs from INCONEL718 |
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Originalsprache | Deutsch |
Qualifikation | Dr.mont. |
Gradverleihende Hochschule | |
Betreuer/-in / Berater/-in |
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DOIs | |
Status | Veröffentlicht - 2018 |