پروژه جهت اخذ درجه مدرک کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی با عنوان پیش بینی عمر خزشی پره توربین گازی آماده دریافت می باشد.چکیدهبا توجه به لزوم پیش بینی عمر قطعات داغ توربینهای گازی مخصوصاً پره های ردیف اول توربین که در معرض دماها و تنشهای بالا قرار دارند و اهمیت به سزایی که پدیده خزش در این بین دارد، این پروژه به بررسی رفتار خزشی یک پره نمونه از جنس سوپرآلیاژ IN738LC پرداخته است. بدین منظور ابتدا فرآیند خزش و تأثیر دما و تنش بر خزش و مکانیزمهای خزشی تشریح شده اند.در مرحلهٔ بعد، روشهای تخمین عمر مورد مطالعه قرار گرفته و از بین روشهای موجود، روشهای محاسباتی به دلیل هزینه کمتر و پاسخ سریعتر برای پیش بینی عمر و تعیین فواصل بازرسی انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس با استفاده از داده های موجود و ورودی های مسئله یعنی دما، تنش و خواص مواد، عمر پره توربین از طریق چندین روش محاسباتی محاسبه گردیده است و در مواردی کهخواص مواد موجود مربوط به دماهای بیش از دمای کارکرد پره بوده اند، ابتدا عمر پره در دمای آزمایشبه دست آمده و نتایج حاصل به دمای کارکرد برازش شده اند. در این راستا یک برنامه کامپیوتری نیز برای محاسبه عمر پره های توربین از روشهای مختلف تهیه گردیده و محاسبات عمر به کمک این برنامه انجام شده است. نتایج به دست آمده از روشهای مورد استفاده نشان می دهند که روشهای لارسن - میلر و کول کاستیلو جوابهای دقیقتری نسبت به بقیه روش ها ارائه می دهند. تعداد ضرایب ثابت کم در روش لارسن میلر و استفاده گسترده از آن تقریباً برای تمام آلیاژها و وجود داده های متعدد، از جمله مزایای این روش نسبت به بقیه روش ها می باشد. لذا توصیه میشود از تنش مرجع به عنوان تنش پایه و از روش لارسن میلر برای تخمين عمر پره توربین از جنس سوپر آلیاژ IN738LC استفاده شود. فهرست مطالبفصل اول : مقدمهفصل دوم : خزش۲-۱مقدمه2-۲- مفاهیم اولیه و پایه ای خزشی2-۳- خزش و گسیختگی ناشی از تنش۲-۳-۱مشکل مواد در دماهای بالا۲-۳-۲آزمایش گسیختگی ناشی از تنش۲-۳-۳تغییرات ساختاری حین خزش۲-۴وابستگی دما و تنش۲-۵برازش داده های حاصل از آزمایش یک محوری به چند محوری۲-۶نرمی گسیختگی۲-۶-۱وابستگی دما و زمان۲-۶-۲تخمین نرمی قطعه بعد از مدت زمان طولانی کارکرد۲-۶-۳ایجاد ترک در قطعه در موقع آزادسازی تنش۲-۶-۴اثرات ناخالصیها۲-۷شکست خزشی۲-۷-۱نقشه های شکست خزشی۲-۷-۲جوانه زنی حفره۲-۷-۳رشد ترک خزشی۲-۸ اثرات محیطی۲-۹تأثیر شرایط ریخته گری و عملیات حرارتی سوپرآلیاژهای پایه نیکل۲-۹-۱فازهای موجود در سوپر آلیاژهای پایه نیکل۲-۹-۲اصول استحکام یابیفصل سوم : روش های نعیین عمر3-1 مقدمه۳-۲تعیین جوانه زنی ترک۳-۳تعیین رشد ترک۳-۴تحمل ترک پره ها۳-۵برهمکنش خزش و خستگی۳-۶رشد ترک در خزشی و خستگیفصل چهارم : محاسبه عمر خزشی یک پرہ نمونه از جنس IN738LCمقدمه۴-۱پارامترهای تعیین عمر بر پایه دما و زمان (روش های برون یابی پارامتری)۴-۱-۱پارامتر لارسن میلر۴-۱-۲پارامتر اور- شربی –دورن۴-۱-۳پارامتر مانسون - ها فرد۴-۱-۴روش مینیمم تعهد۴-۲روش های تعیین عمر بر پایه نرخ کرنش۴- ۲-۱محاسبه عمر از طریق رابطه مانکمن –گرانت۴- ۲-۲محاسبه عمر از رابطه مانکمن - گرانت اصلاح یافته (رابطه کول – کاستیلو(۴-۳نقشه های مکانیزم تغییر شکل۴-۴برهمکنش خزش و خستگی۴-۴-۱تعیین خزشی با استفاده از پارامترr-value۴-۴-۲رابطه جمع آسیب خزش و خستگی۴-۴-۳محاسبه عمر با استفاده از رابطه اسپرا(تجمع خطی آسیب خزشی)4-5ارزیابی دقیق مفهوم تصویربرداری θ برای پیش بینی عمر اجزا سوپر آلیاژ پایه نیکلی۴-۶برنامه کامپیوتری پیش بینی عمر خزشی4-6-1 ورودی برنامه4-6-2 ساختار برنامه4-6-3 خروجی برنامهفصل پنجم : بحث و نتیجه گیریفهرست مراجع
پروژه جهت اخذ درجه مدرک کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی با عنوان پیش بینی عمر خزشی پره توربین گازی آماده دریافت می باشد.چکیدهبا توجه به لزوم پیش بینی عمر قطعات داغ توربینهای گازی مخصوصاً پره های ردیف اول توربین که در معرض دماها و تنشهای بالا قرار دارند و اهمیت به سزایی که پدیده خزش در این بین دارد، این پروژه به بررسی رفتار خزشی یک پره نمونه از جنس سوپرآلیاژ IN738LC پرداخته است. بدین منظور ابتدا فرآیند خزش و تأثیر دما و تنش بر خزش و مکانیزمهای خزشی تشریح شده اند.در مرحلهٔ بعد، روشهای تخمین عمر مورد مطالعه قرار گرفته و از بین روشهای موجود، روشهای محاسباتی به دلیل هزینه کمتر و پاسخ سریعتر برای پیش بینی عمر و تعیین فواصل بازرسی انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس با استفاده از داده های موجود و ورودی های مسئله یعنی دما، تنش و خواص مواد، عمر پره توربین از طریق چندین روش محاسباتی محاسبه گردیده است و در مواردی کهخواص مواد موجود مربوط به دماهای بیش از دمای کارکرد پره بوده اند، ابتدا عمر پره در دمای آزمایشبه دست آمده و نتایج حاصل به دمای کارکرد برازش شده اند. در این راستا یک برنامه کامپیوتری نیز برای محاسبه عمر پره های توربین از روشهای مختلف تهیه گردیده و محاسبات عمر به کمک این برنامه انجام شده است. نتایج به دست آمده از روشهای مورد استفاده نشان می دهند که روشهای لارسن - میلر و کول کاستیلو جوابهای دقیقتری نسبت به بقیه روش ها ارائه می دهند. تعداد ضرایب ثابت کم در روش لارسن میلر و استفاده گسترده از آن تقریباً برای تمام آلیاژها و وجود داده های متعدد، از جمله مزایای این روش نسبت به بقیه روش ها می باشد. لذا توصیه میشود از تنش مرجع به عنوان تنش پایه و از روش لارسن میلر برای تخمين عمر پره توربین از جنس سوپر آلیاژ IN738LC استفاده شود. فهرست مطالبفصل اول : مقدمهفصل دوم : خزش۲-۱مقدمه2-۲- مفاهیم اولیه و پایه ای خزشی2-۳- خزش و گسیختگی ناشی از تنش۲-۳-۱مشکل مواد در دماهای بالا۲-۳-۲آزمایش گسیختگی ناشی از تنش۲-۳-۳تغییرات ساختاری حین خزش۲-۴وابستگی دما و تنش۲-۵برازش داده های حاصل از آزمایش یک محوری به چند محوری۲-۶نرمی گسیختگی۲-۶-۱وابستگی دما و زمان۲-۶-۲تخمین نرمی قطعه بعد از مدت زمان طولانی کارکرد۲-۶-۳ایجاد ترک در قطعه در موقع آزادسازی تنش۲-۶-۴اثرات ناخالصیها۲-۷شکست خزشی۲-۷-۱نقشه های شکست خزشی۲-۷-۲جوانه زنی حفره۲-۷-۳رشد ترک خزشی۲-۸ اثرات محیطی۲-۹تأثیر شرایط ریخته گری و عملیات حرارتی سوپرآلیاژهای پایه نیکل۲-۹-۱فازهای موجود در سوپر آلیاژهای پایه نیکل۲-۹-۲اصول استحکام یابیفصل سوم : روش های نعیین عمر3-1 مقدمه۳-۲تعیین جوانه زنی ترک۳-۳تعیین رشد ترک۳-۴تحمل ترک پره ها۳-۵برهمکنش خزش و خستگی۳-۶رشد ترک در خزشی و خستگیفصل چهارم : محاسبه عمر خزشی یک پرہ نمونه از جنس IN738LCمقدمه۴-۱پارامترهای تعیین عمر بر پایه دما و زمان (روش های برون یابی پارامتری)۴-۱-۱پارامتر لارسن میلر۴-۱-۲پارامتر اور- شربی –دورن۴-۱-۳پارامتر مانسون - ها فرد۴-۱-۴روش مینیمم تعهد۴-۲روش های تعیین عمر بر پایه نرخ کرنش۴- ۲-۱محاسبه عمر از طریق رابطه مانکمن –گرانت۴- ۲-۲محاسبه عمر از رابطه مانکمن - گرانت اصلاح یافته (رابطه کول – کاستیلو(۴-۳نقشه های مکانیزم تغییر شکل۴-۴برهمکنش خزش و خستگی۴-۴-۱تعیین خزشی با استفاده از پارامترr-value۴-۴-۲رابطه جمع آسیب خزش و خستگی۴-۴-۳محاسبه عمر با استفاده از رابطه اسپرا(تجمع خطی آسیب خزشی)4-5ارزیابی دقیق مفهوم تصویربرداری θ برای پیش بینی عمر اجزا سوپر آلیاژ پایه نیکلی۴-۶برنامه کامپیوتری پیش بینی عمر خزشی4-6-1 ورودی برنامه4-6-2 ساختار برنامه4-6-3 خروجی برنامهفصل پنجم : بحث و نتیجه گیریفهرست مراجع