فهرست مطالب فصل 1: مقدمه 11-1 مقدمه 21-2 مكانيكآسيب پیوسته 41-3 هدف از انجام پژوهش 51-4 چکیده مباحث مطرح شده در این پایان‌نامه 5فصل 2: مروري بر تحقيقات انجام شده 72-1 مکانیک آسیب پیوسته 82-2 اندرکنش خزش– خستگي 13فصل 3: معادلات حاکمه 193-1 مقدمه 203-2 ماهیت و متغیرهای آسیب 203-3 انواع آسیب 233-4 مفاهیم پایه 273-4-1 پارامتر آسیب 273-4-2 مفهوم تنش مؤثر 283-4-3 اصل کرنش معادل 303-4-4 ارتباط کرنش و آسیب 303-4-5 آستانه آسیب 333-5 فرمول بندی ترمودینامیکی آسیب 353-5-1 ترمودینامیک آسیب 353-5-2 چارچوب کلی 363-5-3 پتانسیل حالت برای آسیب همسان 403-5-4 قوانین سینتیک رشد آسیب 413-6 معادلات الاستو-(ویسکو-)پلاستیسیته کوپل با آسیب 453-6-1 معادلات اساسی (ویسکو-)پلاستیسیته بدون کوپل با آسیب 453-6-2 معادلات کوپل بین پلاستیسیته و آسیب 473-7 مدل‌سازی اندرکنش خزش-خستگی 493-8 اندازه‌گیری آسیب 503-8-1 روش تغییرات مدول الاستیسیته 53فصل 4: مدل‌سازی روتور 554-1 مقدمه 564-2 شرایط کارکرد و هندسه روتور 574-2-1 شرایط کارکرد 574-2-2 هندسه روتور 604-3 شرایط مرزی و بارهای اعمالی 644-4 شرایط دمایی 654-5 انتخاب المان و شبکه‌بندی مدل 684-6 گام‌های حل 72فصل 5: تعیین خواص مکانیکی جنس روتور 745-1 مقدمه 755-2 شناسایی جنس روتور توربین گاز 755-3 آزمون کشش ساده و دوره‌ای 785-3-1 نتایج آزمون کشش 805-3-2 تعیین پارامترهای مدل سختی سینماتیکی 835-3-3 تعیین پارامترهای مدل آسیب 875-3-4 تعیین مقدار بحرانی پارامتر آسیب 915-4 آزمون رهایش 975-4-1 تعیین پارامترهای مدل ویسکوز نورتن 1005-5 نتیجه‌گیری 104فصل 6: نتایج و بررسی 1056-1 مقدمه 1066-2 نتایج مربوط به شبیه‌سازی المان محدود 1066-2-1 وضعیت فعلی روتور 1076-2-2 تخمین عمر باقیمانده روتور 1146-2-3 بررسی نتایج 1176-3 تخمین عمر به کمک آزمون رپلیکا 1286-3-1 روش رپلیکا 1286-3-2 انجام آزمون رپلیکا بر روی روتور توربین 1296-3-3 مشاهده نمونه‌های آزمون رپلیکا توسط SEM 131فصل 7: نتيجهگيري و پيشنهادات 1357-1 نتیجه گیری 1367-2 پيشنهادات 137فهرست منابع 139 فهرست جدول‌ها جدول 3‑1 مقدار آستانه آسیب و پارامتر آسیب بحرانی برای مواد مختلف 33جدول 3‑2 متغیرهای حالت، مکانیزم فیزیکی تغییرشکل و متغیر ترمودینامیکی متناظر 37جدول 3‑3 معادلات الاستو– (ویسکو-) پلاستیسیته کوپل با آسیب همسان 48جدول 3‑4 مقایسه روش‌های اندازه‌گیری آسیب و محاسبه پارامتر آسیب 52جدول 4‑1 ترکیب شیمیایی روتور توربین 58جدول 4‑2 ترکیب شیمیایی محافظ حرارتی روتور (آلیاژ X45) 59جدول 4‑3 مشخصات روشن و خاموش شدن روتور توربین گاز 60جدول 5‑1 ترکیب شیمیایی و درصد عناصر روتور و فولاد21CrMoV5-7 76جدول 5‑2 خواص مکانیکی برای فولاد 21CrMoV5-7 از مرجع کلید فولاد 77جدول 5‑3 مشخصات آزمون‌های کشش و نتایج آن 80جدول 5‑4 ثابتهای مدل شاباش بر حسب دما 85جدول 5‑5 مدول یانگ، کرنش پلاستیک و آسیب محاسبه شده در دماهای مختلف 88جدول 5‑6 مقادیر پارامتر S برای دماهای مختلف 90جدول 5‑7 پارامتر بحرانی آسیب فولاد روتور بر حسب دماهای مختلف 92جدول 5‑8 شرایط آزمون‌های رهایش در دماهای مختلف 98جدول 5‑9 ثابتهای مدل آسیب خزش 101جدول 6‑1 پارامتر آسیب در ریشه چهار ردیف پره‌ها 113جدول 6‑2 پارامتر آسیب در انتهای چرخه 616 برای هر ردیف از پره‌ها 116 فهرست شکل‌ها شکل 3‑1 آسیب ترد [1]23شکل 3‑2 آسیب نرم [1]24شکل 3‑3 آسیب خزشی [1]25شکل 3‑4 آسیب خستگی کم‌چرخه [1]25شکل 3‑5 آسیب خستگی پر‌چرخه [1]26شکل 3‑6 آسیب فیزیکی و مدل آسیب پیوسته ریاضی [51]27شکل 3‑7 مفهوم سطح مقطع مؤثر [11]29شکل 3‑8 تغییرات مدول الاستیسیته در اثر آسیب برای مس 9/99% [1]31شکل 3‑9 تغییرات معیار تسلیم پلاستیک در اثر رشد آسیب [1]32شکل 3‑10 تفاوت قانون جمع خطی آسیب و روش مکانیک آسیب پیوسته [3]50شکل 3‑11 انواع روش‌های اندازه‌گیری آسیب 51شکل 3‑12 اندازه‌گیری آسیب نرم برای مس 9/99% در دمای اتاق [1]54شکل 4‑1 تصویر شماتیک روتور توربین و جزئیات داخلی آن 58شکل 4‑2 هندسه تقریبی روتور 61شکل 4‑3 هندسه دیسک‌های روتور توربین، الف) دیسک اول، ب) دیسک دوم و ج) انتهای روتور 62شکل 4‑4 هندسه ریشه پره(واحدها به میلی‌متر می‌باشد) 63شکل 4‑5 هندسه محل ریشه پره‌های توربین بر روی روتور(ابعاد به میلی‌متر) 63شکل 4‑6 هندسه روتور مورد استفاده در تحلیل المان محدود (ابعاد به میلی‌متر) 64شکل 4‑7 شرایط مرزی و بارهای اعمالی 65شکل 4‑8 توزیع دما در روتور از زمان روشن شدن توربین تا زمان رسیدن به حالت پایدار 66شکل 4‑9 توزیع دما در روتور برای خاموش کردن توربین تا زمان رسیدن به شرایط محیط 67شکل 4‑10 نقاط بحرانی مسئله برای در نظر گرفتن فرایند همگرایی شبکه‌بندی 69شکل 4‑11 همگرایی شبکه‌بندی در ریشه پره ردیف دوم 69شکل 4‑12 همگرایی شبکه‌بندی در ریشه پره ردیف چهارم 70شکل 4‑13 همگرایی شبکه‌بندی در محل اتصال دیسک‌های توربین 70شکل 4‑14 شبکه‌بندی مدل در ریشه پره ردیف دوم 71شکل 4‑15 شبکه‌بندی نهایی مدل روتور 71شکل 4‑16 المان چهارضلعی CAX8 72شکل 4‑17 گام‌های حل برای یک چرخه کاری توربین 73شکل 5‑1 نمودار تنش-کرنش در آزمونکشش دوره‌ای 79شکل 5‑2 نمونه آزمونساختهشده و نمونه آزموناستاندارد 79شکل 5‑3 نمودار نیرو-جابجایی در چهار دمای 25، 250، 450 و 550 درجه سانتیگراد 81شکل 5‑4 یک نمونه آزمون پس از شکست 82شکل 5‑5 نمودار‌های تنش-کرنش در دماهای 25، 250، 450 و 550 درجه سانتیگراد 82شکل 5‑6 نمودار تنش-کرنش و نمودار پیش‌تنش-کرنش پلاستیک 83شکل 5‑7 انطباق منحنی معادله (5-5) بر نتایج آزمون کشش در دماهای مختلف 86شکل 5‑8 مقایسه نتایج تحلیل المان محدود و آزمون کشش ساده در دماهای مختلف 87شکل 5‑9 کاهش مدول یانگ در آزمون کشش به همراه باربرداری در دمای °C450 89شکل 5‑10 تغییرات پارامتر S در اثر دما 91شکل 5‑11 نمونه آزمون کشش و مدل المان محدود 92شکل 5‑12 کانتور تنش در نمونه آزمون کشش در دمای 25 درجه سانتیگراد 93شکل 5‑13 کانتور تنش در نمونه آزمون کشش در دمای 250 درجه سانتیگراد 93شکل 5‑14 کانتور تنش در نمونه آزمون کشش در دمای 450 درجه سانتیگراد 93شکل 5‑15 کانتور تنش در نمونه آزمون کشش در دمای 550 درجه سانتیگراد 93شکل 5‑16 کانتور پارامتر آسیب در مدل المان محدود نمونه آزمون در دماهای مختلف 94شکل 5‑17 کانتور پارامتر آسیب در مدل المان محدود و نمونه آزمون در دمای °C450 95شکل 5‑18 مقایسه نتایج مدل المان محدود و نمونه آزمون در دمای °C450 95شکل 5‑19 کانتور پارامتر آسیب در مدل سه بعدی برش خورده در دمای °C450 95شکل 5‑20 مقایسه نتایج تحلیل المان محدود و آزمون کشش در دماهای مختلف 96شکل 5‑21 نمونه آزمون شیاردار برای محاسبه پارامتر آسیب 97شکل 5‑22 نمونه‌ای از دستگاه آزمون رهایش با کوره 98شکل 5‑23 منحنی کاهش نیرو در آزمون رهایش در دمای 450 درجه سانتیگراد 99شکل 5‑24 منحنی کاهش نیرو در آزمون رهایش در دمای 525 درجه سانتیگراد 99شکل 5‑25 منحنی کاهش نیرو در آزمون رهایش در دمای 600 درجه سانتیگراد 100شکل 5‑26 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 450 درجه سانتیگراد 102شکل 5‑27 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 525 درجه سانتیگراد 102شکل 5‑28 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 600 درجه سانتیگراد 103شکل 5‑29 مقایسه نتایج تحلیل المان محدود و آزمون رهایش 104شکل 6‑1 توزیع آستانه آسیب در مدل روتور در انتهای زمان شبیه‌سازی 107شکل 6‑2 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف دوم 108شکل 6‑3 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف چهارم 108شکل 6‑4 توزیع معیار آستانه آسیب در محل اتصال دیسک‌های اول و دوم توربین 109شکل 6‑5 نقطه بحرانی روتور در ریشه پره ردیف چهارم 109شکل 6‑6 رشد پارامتر آستانه آسیب در ریشه پره ردیف چهارم بر حسب تعداد چرخه 110شکل 6‑7 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف چهارم پس از طی 146 چرخه 110شکل 6‑8 توزیع پارامتر آسیب در مدل روتور در انتهای زمان شبیه‌سازی 111شکل 6‑9 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف چهارم 111شکل 6‑10 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف دوم 112شکل 6‑11 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف اول 112شکل 6‑12 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف سوم 112شکل 6‑13 رشد آسیب بر حسب تعداد چرخه‌ها در ریشه پره ردیف چهارم 114شکل 6‑14 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف چهارم پس از طی 616 چرخه 115شکل 6‑15 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف دوم پس از طی 616 چرخه 115شکل 6‑16 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف اول 115شکل 6‑17 توزیع پارامتر آسیب در ریشه پره‌های ردیف سوم 116شکل 6‑18 رشد پارامتر آسیب در ریشه پره ردیف چهارم تا رسیدن به مقدار بحرانی شکست 117شکل 6‑19 کانتور تنش ون‌میزز در زمان شروع رشد آسیب در روتور 118شکل 6‑20 کانتور تنش ون‌میزز در زمان شروع رشد آسیب در ریشه پره‌های ردیف چهارم 118شکل 6‑21 کانتور تنش ون‌میزز در روتور برای چرخه 512 119شکل 6‑22 کانتور تنش ون‌میزز در ریشه پره‌های ردیف چهارم برای چرخه 512 119شکل 6‑23 توزیع کرنش پلاستیک تجمعی در ریشه پره‌های ردیف چهارم برای چرخه 512 120شکل 6‑24 کانتور تنش ون‌میزز در روتور برای چرخه 616 120شکل 6‑25 کانتور تنش ون‌میزز در ریشه پره‌های ردیف چهارم برای چرخه 616 121شکل 6‑26 توزیع کرنش پلاستیک تجمعی در ریشه پره‌های ردیف چهارم برای چرخه 616 121شکل 6‑27 نمودار تنش ون‌میزز بر حسب زمان در نقطه A برای چرخه‌ی اول 122شکل 6‑28 نمودار تنش ون‌میزز بر حسب زمان در نقطه A برای چرخه‌های مختلف 123شکل 6‑29 نمودار کرنش پلاستیک تجمعی بر حسب زمان در نقطه A برای چرخه‌های مختلف 123شکل 6‑30 نمودار کرنش اصلی ماکزیمم الاستیک بر حسب زمان در نقطه A برای چرخه‌های مختلف 124شکل 6‑31 نمودار کرنش اصلی ماکزیمم کل بر حسب زمان در نقطه A برای چرخه‌های مختلف 125شکل 6‑32 تغییرات دما بر حسب زمان در نقطه A برای چرخه‌های مختلف 125شکل 6‑33 نمودار مولفه تنش بر حسب زمان در نقطه A 126شکل 6‑34 نمودار مولفه تنش ون‌میزز بر حسب زمان در نقطه A 126شکل 6‑35 نمودار مولفه تنش بر حسب زمان در نقطه A 127شکل 6‑36 نمودار مولفه تنش بر حسب زمان در نقطه A 127شکل 6‑37 تعیین رشد آسیب خزش به کمک آزمون رپلیکا 129شکل 6‑38 مکان آزمون‌های رپلیکا: الف و ب) شیار ردیف اول پره‌ها (نمونه 1و 2) ، ج) شیار بین ردیف‌های اول و دوم پره‌های توربین (نمونه 3) و د) بر روی سطح انتهای روتور (نمونه 4) 130شکل 6‑39 نتایج آزمون رپلیکا: الف و ب) شیار ردیف اول پره‌ها (نمونه 1و 2) ، ج) شیار بین ردیف‌های اول و دوم پره‌های توربین (نمونه 3) و د) بر روی سطح انتهای روتور (نمونه44) 131شکل 6‑40 تصویر نمونه 4 در انتهای روتور با بزرگنمایی الف) 3000 و ب) 15000 132شکل 6‑41 تصویر نمونه 2 با بزرگنمایی (الف) 3000 و (ب) 4000 133شکل 6‑42 تصویر نمونه 3 روتور با بزرگنمایی 3000 134فهرست نشانه‌های اختصاری پارامتر ماده برای مدل سختی همسانپارامتر ماده برای مدل سختی سینماتیکیمتغیر آسیبآسیب بحرانینرخ آسیبچگالی سطح ناپیوستگی‌های ماده در صفحه‌ای عمودی بر جهتمدول الاستیسیتهمدول الاستیسیته ماده‌ی آسیب دیدهتابع پتانسیل اتلافنیروFتابع پتانسیل اتلاف کارسختی سینماتیکیتابع پتانسیل اتلاف آسیبتابع تسلیمسطح آستانه آسیبثابتهای قانون توانی نورتنبردار نرمال سطحپارامتر آسیب متناظر با چگالی چگالی سطحی ریزترک‌ها و ریزحفرههاکرنش پلاستیک تجمعینرخ کرنش پلاستیک تجمعیکرنش پلاستیک تجمعی آستانهشار حرارتیآسیب ناشی از کرنش پلاستیک تجمعیمتغیر تنش سختی همسانپارامتر ماده برای مدل سختی همسانپارامترهای ماده برای مدل آسیبچگالی انتروپیsدمازمانپیشتنش سینماتیکی تکمحورتانسور پیشتنشپارامتر ماده برای مدل سختی سینماتیکینرخ رهایی انرژی آسیبضریب انبساط حرارتیتانسور پیشکرنشدلتا کرانکرسطح مقطعسطح مقطع موثرحجم المان مشخصهکرنش آستانه آسیبکرنش گسیختگیکرنشکرنش الاستیککرنش پلاستیکنرخ کرنش پلاستیکپارامتر ماده برای مدل سختی سینماتیکیضریب پلاستیکنسبت پواسونچگالی ماده آسیب دیدهچگالیتنشتنش موثرتنش انحرافیتنش ون‌میزز معادلتنش هیدرواستاتیکتنش گسیختگیتنش نهاییتنش ویسکوزتنش تسلیمچگالی انرژی ذخیرهشدهنرخ چگالی انرژی ذخیرهشدهآنتالپی آزاد مخصوص گیبستابع انرژی پتانسیل الاستیکتابع انرژی پتانسیل پلاستیکتابع انرژی پتانسیل گرمایی 1-1 مقدمه توربين‌هاي 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 مي‌باشد. بنابراین مطالعه و بررسی ابعاد مختلف توربين گاز به منظور استفاده بهينه و توسعه آن، امروزه در مراكز تحقيقاتي دنيا اهميت ويژه‌اي پيدا 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. اين شرايط كاري بحراني دما و تنش بالا باعث مي‌گردد که مكانيزم‌هاي تخریب مختلفي بر روي روتور اعمال شده و در نتيجه روتور به مرور زمان دچار زوال و افت خواص شود.در زمينه علل واماندگي[1] روتور، تحقيقات متعددي صورت گرفته است و مهمترين مكانيزم‌هاي تخریب آن از جمله خزش، خستگي، اكسيداسيون و خوردگي از لحاظ ريزساختاري و فيزيكي بررسي شده‌اند. همچنين اثر متقابل اين واماندگي‌ها كه مي‌تواند ناشي از اثر همزمان دو يا بيشتر اين عوامل باشد، بررسي شده است. بر اساس نتایج حاصل، اندرکنش خزش-خستگي[2] از جمله مهمترین علل واماندگي در روتور توربين گاز مي‌باشد. اين پدیده كه ناشي از شرايط كاري سخت دما بالا و تنش‌هاي زياد مي‌باشد عمر روتور را محدود مي‌كند. تركيب تنش و دمای زياد باعث بروز پديده خزش شده و گراديان‌هاي شديد دمایی باعث خستگي حرارتي مي‌گردند. بنابراین مهمترین مکانیزم‌های تخریبی که در زوالروتور 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، واماندگي روتور در حين عمليات مي‌تواند خسارات جبران‌ناپذير و سنگيني را به كل مجموعه توربین وارد كند. بنابراین سازندگان و کاربران توربین‌‌ها همواره در تلاش بوده‌اند تا بتوانند عمر مفید روتور را تشخیص داده و در زمان مناسب اقدام به تعمیر و در صورت لزوم تعویض آن کنند. علاوه بر این، تعویض روتور می‌تواند هزینه‌های سنگینی را متوجه نیروگاه‌ها کند. با توجه به این مطالب،روشن می‌شود که تخمین دقیق‌تر عمر روتور به منظور استفاده بهینه از آن همواره از موارد مورد تحقیق پژوهشگران بوده و می‌تواند کمک شایان توجهی به کاهش هزینه‌ها در صنعت کند. بنابراین آگاهي کامل و دقیق از مکانیزم‌های شكست و از كار افتادگي قطعات توربین به خصوص روتور، یک ضرورت محسوب می‌شود و می‌تواند با تخمین بهینه عمر، منجر به صرفه‌جویی اقتصادي قابل ملاحظه‌ای شود. از این دیدگاه، اهمیت بحث تخمین عمر روتور توربین گاز روشن می‌شود.لازم به ذکر است که پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه تکنولوژی ساخت توربین‌های گاز موجب شده است که قسمت‌های مهم و دوار اجزای نیروگاه‌ها مانند روتور و اجزای توربین، تحت بارهای کاری و دماهای بسیار بالاتری نسبت به گذشته به‌کار گرفته شوند که این امر بر ضرورت گسترش تحقیقات جدید در این زمینه دلالت دارد. آسیب ماده یک فرایند فیزیکی است که طی آن ماده تحت بارگذاری دچار کاهش و زوال خصوصیات مکانیکی می‌شود و در نهایت می‌شکند. تضعیف ماده ناشی از پیدایش و رشد ریزترک‌ها[4] و ریزحفره‌ها[5] در بافت ماده است. علم مكانيكآسيب، علم مطالعه متغیرهای مکانیکی دخیل در این فرایندها در ماده تحت بارگذاری می‌باشد. بر خلاف ماهیت ناپیوسته‌ی آسیب، تئوری مکانیک آسیب پیوسته می‌کوشد تا رشد و گسترش این ناپیوستگی‌ها را در یک چارچوب پیوسته مدل‌سازی کند که این کار را با تعریف یک متغیر داخلی در محیط پیوسته انجام می‌دهد[1].می‌توان گفت اگر مکانیک شکست[6] که علم بررسی و مدل‌سازی ناپیوستگی‌ها است را بتوان در چارچوب مکانیک پیوسته کلاسیک بیان نمود، به سمت مکانیک آسیب پیوسته رهنمون می‌شویم. در واقع هدف از گسترش مکانیک آسیب پیوسته پر نمودن فاصله موجود بین مکانیک پیوسته کلاسیک و مکانیک شکست می‌باشد. در دهه‌های اخیر تحقیقات زیادی بر روی مدل کردن فرآیند آسیب صورت گرفته، و تاکنون مدل‌های آسیب پیوسته‌ی متنوعی برای توصیف چنین پدیده ای در چارچوب مکانیک آسیب، ارایه شده است.با وجود اینکه اصول و مفاهیم پایه مکانیک آسیب سابقه‌ای طولانی دارد، اما گسترش آن به خصوص برای مواد نرم در دهه‌های اخیر رخ داده است و از این جهت یک زمینه‌ی نسبتاً نو در علوم مکانیک به شمار می‌رود. در حال حاضر، مکانیک آسیب به عنوان یکی از مناسب ترین روش‌ها برای ارزیابی شکست در مواد نرم شناخته شده است[2]. 1-3 هدف از انجام پژوهش هدف از انجاماین پژوهش، تحلیل تنش‌هايمكانيكيوحرارتي براییک نمونه روتور توربین گاز می‌باشد. روتور توربین گاز در شرایط کاری تحتگراديان‌هايشديددماییوتنش‌های بسیار زیاد قرار مي‌گيرد که منجر به ایجاد مکانیزم‌های زوال در روتور می‌شوند. می‌توان از پديده خزش در اثر تركيب دما و تنش‌های زياد و همچنین پدیده خستگي حرارتي در اثر تغييرات دما به عنوان مهمترین مکانیزم‌های آسیب در روتور نام برد. با توجه به اینکه دو پديده خزش و خستگی همزمان رخ می‌دهند، بنابراین ضروری است در تحلیل تنش روتور اثرات این دو پدیده به‌طور همزمان در نظر گرفته شوند. در این پژوهش از تئوری مکانیک آسیب پیوسته برای تحلیل تنش استفاده شده است، زیرا این تئوری توانایی این را دارد که اندرکنش خزش-خستگی را در نظر بگیرد.باتوجهبههندسهپيچيده روتورو بارگذاریمختلط آن، در این پژوهش برای تحليل تنش‌هايمكانيكيوحرارتي روتور، از نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده است.همچنین با توجه به اینکه برای تحلیل تنش، نیاز به تعیین خصوصیات مکانیکی روتور موردنظر می‌باشد، با انجام آزمایش‌های مختلف بر روی ماده موردنظر، خصوصیات مکانیکی ماده تعیین شده‌اند. 1-4 چکیده مباحث مطرح شده در این پایان‌نامه پس از بیان مقدمات و هدف از انجام این پایان نامه، در فصل دوم به بررسی پژوهش‌های انجام شده در زمینه مکانیک آسیب و مدل‌های ارایه شده برای در نظر گرفتن اندرکنش خستگی و خزش پرداخته شده است.در فصل سوم، مفاهیم اساسی مکانیک آسیب و قوانین حاکم بر پدیده آسیب معرفی شده‌اند و معادلات حاکم بر مسئله نیز بیان شده‌اند. سپس به بررسی اجمالی روش‌های اندازه‌گیری آسیب و نحوه استخراج پارامترهای لازم برای ماده موردنظر پرداخته شده است.در فصل چهارم، شرایط کاری و هندسه روتور توربین گاز بیان شده است و چگونگی مدل‌سازی آن در نرم‌افزار ABAQUS شرح داده شده است.