TI-6AL-4V 토토 배팅 사이트 과잉 파열로 이어지는 최종 한계 평가

TI-6AL-4V 디스크의 과속 버스포츠 토토 분석 사이트에 대한 최종 제한 상태 평가 | 기술 정보 | 기술 | IHI Corporation

Kitamura Yuta, Tsunori Mitsuyoshi, Yamada Takehisa, Kitamura Yoshiyuki, Ushida hirohisa

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Kitamura Yuta, 수학 엔지니어링 그룹, 기술 인프라 센터, 기술 개발 본부, 기술 인프라 센터, 박사 (엔지니어링)
Tsunari Mitsuyoshi, 기술 계획 부서, 기술 개발 본부, 닥터 (엔지니어링)
Yamada Takehisa, 그룹 자재 및 구조물 그룹, 기술 개발 본부, 기술 인프라 센터, 박사 (엔지니어링)
Kitamura Yoshiyuki, 엔진 기술 부서, 기술 개발 센터, 항공, 공간 및 방어 비즈니스 영역 그룹
Ushida Hirohisa, 초등학교 기술 부서, 기술 개발 센터, 항공, 우주 및 방어 비즈니스 영역의 수석 조사관

항공 엔진에서 디스크가 과도하게 반영되고 토토 배팅 사이트 무게가 경쟁력 향상의 관점에서 감소 할 때 버스트 회전 속도를 예측하는 정확도가 예상됩니다. 구조 분석을 통해 디스크 버스트의 예측 정확도를 향상시키기 위해서는 재료의 궁극적 인 동작을 골절까지 모델링하는 것이 중요합니다. 이 연구에서 우리는 TI-6AL-4V 디스크에 대한 디지털 이미지 상관 방법에 의해 얻은 높은 변형 영역까지 스트레스 변형 관계를 사용하여 구조 분석을 수행하고 응력 상태에 의존하는 골절 변형에 기초한 연성 파단 기준을 사용하여 과잉 파열 기준의 최종 한계 평가를 수행했습니다.

에어로 엔진에서는 과속 조건에서 디스크 버스트 회전 속도의 예측 정확도를 향상시키고 토토 배팅 사이트 무게를 줄일 것으로 예상됩니다. 구조 분석에 의해 디스크 버스트의 예측 정확도를 향상시키기 위해서는 골절 될 때까지 재료의 궁극적 거동을 모델링하는 것이 중요합니다. 이 연구에서, 과속 파열로 이어지는 최종 한계 상태 평가는 TI-6AL-4V 디스크에 대한 구조 분석에 의해 수행되었다. 응력 상태에 의존하는 파단 변형에 기초한 디지털 이미지 상관 방법 및 연성 파단 기준에 의해 얻어진 고 대역 영역까지의 응력-변형 관계는이 평가에 사용되었다.

1. 소개

항공 엔진에서는 엔진이 파괴되면 안전하게 차단할 수없는 디스크 및 샤프트와 같은 부품을 Life Limited Part (LLP)라고합니다. LLP의 파괴는 심각한 사고로 이어질 수 있으므로 수명이 제한되어 있으며 특정 기간 동안 사용되면 교체가 필요합니다. LLP를 설계하고 구현할 때 미국 연방 항공국의 인증이 필요하며 디스크 인증에는 최대 운영 속도의 120%에서 버토토 배팅 사이트가 수행되지 않아야합니다.⁽¹⁾. 또한 인증을 얻으려면 테토토 배팅 사이트 또는 분석을 통해 요구 사항이 충족되었음을 증명해야합니다. 현재 디스크 버토토 배팅 사이트 테토토 배팅 사이트는 요구 사항이 충족된다는 것을 입증했지만 비용과 시간을 줄이기 위해 구조 분석을 통해이를 증명하는 것이 바람직합니다.

토토 배팅 사이트 과로 버스트에는 두 가지 가능한 형태의 골절이 있습니다. 방사형 변위의 증가로 인해 관성 힘이 증가하여 구조적 불안정성을 초래하고, 재료가 열광하고, 프롤링 변형에 도달하는 연성 파쇄 버스트로 인해 관성력이 증가하는 구조적 불안정한 버스트가 있습니다. 이러한 버스트가 높은 정확도로 구조적 분석을 통해 발생하는 혁명의 수를 예측하려면, 재료가 목이있는 높은 변형 영역에서 재료의 변형 거동과 최종 파괴 현상과 같은 궁극적 인 파손 현상을 고려하는 것이 중요합니다. 그러나, 변형 게이지가있는 시편에서 넥킹이 발생하는 고 스트레인 영역에서 국소 변형을 측정하는 것은 어렵고, 단일 변형조차도 충분한 정확도로 최종 휴식을 예측할 수 없다. 따라서,이 연구에서, 우리는 Aero-Engine 디스크에서 종종 사용되는 Ti-6AL-4V 단조 재료로 만든 디스크에 디지털 이미지 상관 관계 (DIC)를 사용하여 지역을 고려하여 높은 변형 영역까지 스트레스-변형 관계를 획득했습니다. 또한,이 응력-변형 관계를 사용하여 구조적 분석이 수행되었고, 스트레스 상태에 의존하는 골절 변형에 기초한 연성 골절 기준을 사용하여 과잉 회전 버스트를 초래하기 위해 궁극적 인 한계 평가가 수행되었다.

2. 토토 배팅 사이트레스 변형 관계

2.1 인장 테토토 배팅 사이트를위한 DIC 측정

TI-6AL-4V 단조 재료의 높은 변형 영역에서 응력 변형 관계를 얻으려면, 넥킹에서 시편의 파손에 이르기까지 높은 변형 영역의 변형 측정이 필요합니다. 토토 배팅 사이트레인 게이지 및 신장 미터를 사용하면 장착 위치, 측정 면적 크기 및 측정 가능한 변형의 상한이 문제 였으므로 파손 될 때까지 국소 변형을 얻기가 어렵습니다. 따라서,이 연구에서, DIC를 사용한 인장 시험에서 골절 될 때까지 변형 측정을 수행 하였다. DIC는 GrayScale 디지털 이미지 분석을 사용하여 이미지에서 변위량을 측정하고 접촉없이 변형 분포를 얻는 방법입니다.

두께가 2mm이고 폭이 12.5mm 인 스무드 플레이트 시편의 모양은이 연구에서 인장 테토토 배팅 사이트의 DIC 측정에 사용되었습니다그림 1에 표시됩니다. 토토 배팅 사이트 예비 분석은 파열 중에 중요한 변형률을 확인하기 위해 미리 수행하고 변형률을 0.000 1 s^-11 S^-1에 대한 변화와 함께 인장 시험이 수행되었다. 대표적인 DIC 측정 결과그림 2에 표시됩니다. 국부적으로 농축 된 변형이 시편 넥킹 섹션에서 측정 될 수 있음을 확인했다. 변형 속도 0.01 s^-1위에서도 이미지는 고속 카메라를 사용하여 충분한 프레임 속도를 보장했습니다.

2.2 진정한 응력 부호 관계 생성

진정한 응력과 진정한 변형은 DIC로 얻은 변형 분포를 사용하여 얻었습니다. 도 2에 도시 된 바와 같이, 진정한 응력-진단 변형 관계는 넥킹 섹션의 단면에서 평균 변형 및 평균 응력을 결정함으로써 결정되었다.⁽²⁾. 첫째, DIC에 의해 얻은 최종 파괴 위치에서 축 변형률ε_y너비 방향 평균그리고 이것을 진정한 긴장으로 사용하십시오ε_t

여기,W평행 부분의 너비,x그 방향에 있습니다.

반면에, 진정한 응력을 얻으려면 넥싱 중 단면 영역의 변화를 고려해야합니다. 두께 정보는 단면적을 계산하기 위해 필요하지만 두께 방향의 변형량은 DIC 측정에 의해 얻을 수 없습니다. 따라서, 단면적은 축 방향 및 폭 방향에서 변형 양의 가정 및 일정한 부피를 사용하여 얻었다. 첫째, 식 (1)| 및 최종 파괴 위치에서의 너비 변형ε_x너비 방향으로 평균.

여기서, 우리가 플라스틱 변형의 부피가 일정하다고 생각하면 두께 방향의 평균 변형이 동일합니다다음과 같이 계산할 수 있습니다.

따라서 넥킹 부품의 단면 영역a초기 단면a₀ 를 사용하여 식 (4)에서와 같이 계산할 수 있습니다.

이 연구에서, DIC 측정 결과를 사용하여 식 (4)에서 계산 된 단면 영역a테토토 배팅 사이트 머신로드F, True Stressσ_t 얻었습니다.

인장 시험에 의해 얻어진 진정한 변형 (플라스틱 변형ε_P ) 및 진정한 토토 배팅 사이트레스그림 3에 표시됩니다.

3. 연성 골절 기준

3.1 응력 삼성성 및로드 각도 매개 변수

금속의 의무 골절은 토토 배팅 사이트레스의 적용으로 인해 발생하며, 이는 금속 재료의 포함 또는 마이크로 공극에서 시작하여 성장, 연결 및 형태의 연성 균열을 형성합니다^{(3), (4)}. 일 3 기능 토토 배팅 사이트레스는이 공허의 성장과 연결에 깊이 관여하며, 파손시 변형에 큰 영향을 미칩니다. 여기서는 3 차 토토 배팅 사이트레스 η가 정수압 응력 σ_m및 Mises의 동등한 응력 σ_EQ의 비율로 표현되며 응력의 세포 성을 나타냅니다. 주요 응력 3 구성 요소 σ₁, σ₂, σ₃를 사용함으로써, 응력 삼성 η는 식 (6)에 의해 표현된다.

또한 Lode Angle 매개 변수Lode angle θ_l의 정규화 된 값이며, 순수한 전단 상태와의 근접성을 나타내는 지표입니다. 로드 각도 매개 변수편차 토토 배팅 사이트레스의 두 번째 변상입니다J₂및 세 번째 불변J₃를 사용하여 식 (7)에 의해 정의 됨, 순수한 전단의 경우 0, 단축 또는 동등 압축의 경우 1, 단축 또는 동등한 장력의 경우 -1⁽⁵⁾.

이로드 각도 매개 변수 및 3 차적 응력 수준은 응력 상태를 고유하게 나타낼 수 있습니다. Bai et al., 방정식 (8)에 의해 기술 된 새로운 골절 유전자좌 함수 (NFLF)를 사용하여 토토 배팅 사이트레스 삼축성 η 및로드 각도 매개 변수로 골절 변형을 설정합니다.⁽⁶⁾.

여기,d₁d₆NFLF의 6 가지 결정되지 않은 물질 상수입니다. NFLF는 높은 자유 도로 골절 변형의 응력 삼성 성 및로드 각도 매개 변수 의존성을 발현 할 수 있기 때문에이 연구에서이를 사용하기로 결정했습니다.

로딩 중에 발생하는 동등한 플라스틱 변형 결과 Dε_P및 NFLF로 얻은 파손 균주비율 손상 증분 dd로 정의하십시오. 또한, 상기 언급 된 바와 같이, 금속 연성 골절이 하중 하의 재료 내에서 생성 된 미세 공극을 자랄 때, 연성 균열에 연결됩니다. 무효 성장은 하중 공정 동안 플라스틱 균주 εP가 증가하는 토토 배팅 사이트레스 성 삼분 성 η 및로드 각도 파라미터를 포함한다.영향을받습니다. 따라서,이 연구에서, 하중 공정의 3 차적 응력 및로드 각도 매개 변수의 변화의 이력을 고려하기 위해, Dddd= 1.0은 연성 골절을 유발하므로 기준에서 사용하기로 결정했습니다⁽⁷⁾.

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3.2 쿠폰 테토토 배팅 사이트 수행

버토토 배팅 사이트 동작을 예측하려면 디스크에서 발생하는 범위에서로드 각도 매개 변수의 3 차적 응력 수준과 파괴 변형을 얻어야합니다. 따라서, TI-6AL-4V 단조 재료를 사용하여 다양한 하중 및 시편 모양에 대해 쿠폰 테토토 배팅 사이트를 수행 하였다. 이 연구에서 수행 된 22 가지 유형의 쿠폰 테토토 배팅 사이트표 1에 표시됩니다.표 1all3. 섹션 3또한 설명됩니다. 또한 각 테토토 배팅 사이트 조각의 모양은 다음과 같습니다그림 4에 표시됩니다. 쿠폰 테토토 배팅 사이트의 예비 분석은 NFLF의 6 가지 결정되지 않은 재료 상수를 결정하고 광범위한 응력 삼성성 및로드 각도 매개 변수에서 파단 변형을 얻기 위해 수행되었다.

둥근 막대 테토토 배팅 사이트 시편 및 평판 시편의 경우 시편이 파손될 때까지 인장 변위가 일정한 속도로 적용되었습니다. 응력 상태는 라운드 바 테토토 배팅 사이트 시편, 두 가지 유형의 두꺼운 평면 판 테토토 배팅 사이트 시편 및 4 가지 유형의 얇은 평면 판 테토토 배팅 사이트 시편에 5 가지 유형의 노치를 사용하여 제어되었습니다. 중공 노치 둥근 막대 시편에서, 두 가지 유형의 변위, 장력 및 비틀림이 동시에 적용되었고, 응력 삼축성 및로드 각도 매개 변수를 제어하면서 응력 삼성성 및로드 각도 매개 변수를로드하기 위해 비율이 변경되었습니다. Charpy 유형 표본에 대한 이전 연구⁽⁸⁾|에 기초하여, 연성 균열 시점에서의 변형의 양은 40mm의 스팬으로 3 점 굽힘 시험의 중간 정지 및 단면 구조 관찰로부터 얻어졌다. 작은 펀치 표본의 경우φ50mm 강철 볼을 시편으로 밀고 등성 인장 응력 하에서 적재 하였다.

3.3 쿠폰 테토토 배팅 사이트 분석

쿠폰 테토토 배팅 사이트의 유한 요소 분석이 수행되었습니다. 여기에서 TI-6AL-4V 단조 재료에 대한 재료 조성의 규칙에 따라2 장로 구성된 진정한 응력 부호 관계를 사용했습니다.

분석에 사용되는 대표적인 유한 요소 모델그림 5에 표시됩니다. 둥근 막대 시편, 중공 노치 둥근 막대 시편 및 작은 펀치 시편은 축 대칭 고체 요소를 사용하여 모델링되었습니다. 노치 플레이트 및 얇은 플레이트 및 Charpy Type 테토토 배팅 사이트 조각과 같은 플랫 플레이트 테토토 배팅 사이트 조각은 3 차원 고체 요소를 사용하여 모델링되었습니다. 두 유한 요소 모델 모두에서, 평가 섹션 근처의 메쉬 크기는 0.1 mm로 통합되었다. 일반적인 쿠폰 테토토 배팅 사이트의 분석에서 얻은 부하와 변형량의 관계그림 5에 표시됩니다. 분석은 테토토 배팅 사이트 결과를 정확하게 재현했으며 분석의 유효성이 확인되었습니다.

분석을 사용하여 각 쿠폰 테토토 배팅 사이트에 대한 3 차적 응력 및로드 각도 매개 변수를 얻었습니다. 여기서, 하중 공정 동안 응력 삼성성 η 및로드 각도 매개 변수., 플라스틱 변형 ε의 변화 기록을 고려합니다._P브레이킹 토토 배팅 사이트레인 ε_f20242_20265⁽⁷⁾.

응력 삼 후각 η 및로드 각도 매개 변수는 시편의 골절이 될 때까지 식 (10) 및 (11)에 의해 평균화위에서 언급했듯이표 1.

3.4 NFLF로 표현 된 파손 균주 생성

NFLF는 쿠폰 테토토 배팅 사이트에서 얻은 응력 트리아 성,로드 각도 매개 변수 및 골절 변형을 사용하여 생성되었습니다. 식 (12)에 정의 된 오차 함수는 식 (8)에 정의되어 식 (8)로 표시되는 NFLF의 6 가지 물질 상수를 결정합니다.e사용되었습니다.

여기,,,쿠폰 테토토 배팅 사이트에서 골절 변형, 응력 삼성 성 및로드 각도 매개 변수입니다. NFLF의 재료 상수는 방정식 (12)의 오차 함수를 최소화하기 위해 계산되었다.

NFLF를 사용하여 생성 된 골절 변형그림 6에 표시됩니다. 응력 삼분 성이 낮을수록 골절 변형이 커지고로드 각도 매개 변수의 절대 값이 높을수록 경향이 더 강하다는 것을 확인했습니다. 또한 쿠폰 테토토 배팅 사이트 결과는 그림의 검은 색 원으로 표시되며 NFLF로 인한 파괴 균주가 쿠폰 테토토 배팅 사이트 결과와 높은 정확도와 일치한다는 것을 확인할 수 있습니다.

4. 디스크 버토토 배팅 사이트 평가

4.1 디스크 버토토 배팅 사이트 테토토 배팅 사이트

테스트를 위해 작은 직경 디스크에서 버스트 테스트를 수행했습니다. 작은 직경 토토 배팅 사이트 모양그림 7에 표시됩니다. 외경은 약 150mm입니다. 버스트 테스트에서는 일정한 가속으로 토토 배팅 사이트 혁명 수가 증가하고 디스크는 과도하게 반영되었습니다. 시험하는 동안, 버스트 시간까지 외부 디스크 영역의 방사형 변위가 측정되었다. 고속 카메라로 찍은 버스트 테스트의 사진그림 8에 표시됩니다.그림 8 - (c)웹의 내 직경에 점선으로 둘러싸인 영역에서 디스크 표면에 원주적으로 열린 방사형 균열의 존재를 확인할 수 있습니다. 이후,그림 8 - (d)에서 균열은 외경쪽으로 발전하고 마지막으로- (e)에 표시된 버토토 배팅 사이트가 발생했습니다.

4.2 디스크 버토토 배팅 사이트 분석

버토토 배팅 사이트 분석은 작은 직경 디스크에서 수행되었습니다. 축 대칭 고체 요소를 사용하여 모델링되었습니다. TI-6AL-4V 단조 재료에 대한 재료 구성 규칙으로2 장

4.3 고려 사항

디스크 버토토 배팅 사이트 테토토 배팅 사이트 및 디스크 버토토 배팅 사이트 분석에서 얻은 회전 수와 외부 디스크 둘레의 방사형 변위 사이의 관계그림 9에 표시됩니다. 버토토 배팅 사이트 테토토 배팅 사이트에서, 방사형 변위의 갑작스런 증가와 관련된 관성 모멘트의 갑작스런 증가로 인해 회전 가속도는 점차적으로 감소하여 최대 회전 속도에 도달 한 다음 회전 속도가 감소하는 것으로 밝혀졌다. 버토토 배팅 사이트 분석은 회전 속도의 감소를 재현하지 않지만, 최대 회전 속도에 도달하기 전에 변형의 양은 매우 높은 정확도로 예측할 수 있음을 발견했습니다.

다음으로, 우리는이 토토 배팅 사이트 버스트 형태를 조사했습니다. 버스트 분석에 따르면이 디스크에는 관성력의 증가로 인해 힘 균형이 디스크 내에서 충족 될 수없는 구조적 불안정 지점이 있으며, 구조는 구조로서 형성되지 않으며 변형의 가속 증가를 유발합니다. 이 구조적 불안정성 지점에서 디스크에 중단이 있는지 확인하기 위해 구조적 불안정 지점에서 토토 배팅 사이트 손상 수준 분포를 확인했습니다.그림 10에 표시됩니다. 손상 수준d의 최대 위치 허브 안에 있었고 테토토 배팅 사이트에서 균열이 관찰되는 웹의 내 직경 측면에 가깝습니다. 이 시점의 최대 손상 수준은d= 0.76, 1.0 미만으로 구조적 불안정 지점에서 연성 골절이 발생하지 않는 것으로 나타났습니다. 이것은이 토토 배팅 사이트 버스트 형태가 구조적으로 불안정한 버스트임을 보여 주었다.

버토토 배팅 사이트 테토토 배팅 사이트에서 얻은 골절의 출발점을 예측할 수 있는지 확인하기 위해 구조적 불안정성이 발생한 후 발생하는 재료의 연성 파괴를 조사했습니다. 재료 손상d값이 1.0을 초과 할 때의 손상 정도 분포그림 11에 표시됩니다. 최대 손상 수준은 구조적 불안정성 시점입니다그림 10의 외경쪽으로 이동했으며 웹의 내 직경 측면에서 표면에서 가장 크다. 이것은 디스크 버토토 배팅 사이트 테토토 배팅 사이트에서 균열 관찰 섹션에 매우 가까운 위치에있었습니다. 여기서, 우리는 동시에 등가 플라스틱 균주의 분포를 보여줍니다.그림 12에 표시됩니다. 손상 정도와 달리 플라스틱 변형은 보어에서 가장 컸습니다. 이 디스크에서, 3 방향 응력의 상태와로드 각도 매개 변수는 보어와 웹 내 직경 측면 사이에서 다르고 웹 내 직경 측면에서의 파괴 변형낮은 손상d가장 큰 것입니다.

상기는이 연구에서 구성된 방법을 사용함으로써 토토 배팅 사이트 과로 버스트에 대한 구조 분석을 사용하여 최종 한계 동작을 높은 정확도로 평가할 수 있음을 보여줍니다.

5. 결론

오버트 오버테이션 버토토 배팅 사이트로 이어지는 신호의 궁극적 한계를 평가하는 방법은 TI-6AL-4V로 만든 디스크에 대해 구성되었습니다. 내용은 아래에 요약되어 있습니다.

1. 넥싱이 발생하는 높은 변형 영역에서 진정한 응력-진단 변형 관계를 얻으려면 DIC를 사용한 TI-6AL-4V 단조 재료의 인장 시험 중에 변형 측정이 수행되었습니다. 넥킹 섹션의 진정한 응력-진단 변형 관계는 DIC 측정을 통해 얻은 변형 분포로부터 얻어졌다.
2. TI-6AL-4V 단조 재료의 연성 골절 기준을 얻으려면 응력 삼성성 및로드 각도 매개 변수의 제어와 함께 22 가지 유형의 쿠폰 테토토 배팅 사이트가 수행되었습니다. 유한 요소 방법을 사용한 각 쿠폰 테토토 배팅 사이트의 결과 및 분석 결과에서 응력 삼성성 및로드 각도 매개 변수에 해당하는 골절 변형을 확인했습니다. 또한이 결과를 사용하여 TI-6AL-4V 단조 재료의 NFLF를 기반으로 한 고장 기준을 만들었습니다.
3. 작은 직경 토토 배팅 사이트 과로 버스트에서 궁극적 인 한계 평가가 수행되었습니다. DIC를 사용하여 생성 된 진정한 응력 부호 변형 관계를 사용함으로써 버스트 테스트에서 생성 된 변형의 양은 분석을 통해 매우 높은 정확도로 예측 될 수 있습니다. 또한, NFLF에 기초한 파괴 기준을 사용함으로써 토토 배팅 사이트 기원을 정확하게 예측할 수 있음이 밝혀졌다.

최근에, 분석 인증에 대한 토론은 개발 기간을 단축하고 테토토 배팅 사이트 비용을 줄이기 위해 추진력을 얻고 있습니다. 항공 엔진의 경쟁력을 강화하기 위해서는 분석을 통해 디스크 인증을 얻는 것이 바람직하며,이를 달성하려면이 기술을 사용하여 설계 방법을 설정하는 것이 필수적입니다.

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Volume 63, Issue 2 특별 기능 : 사회 문제에 대한 솔루션을 지원하는 기본 기술의 진화