تحقیق رایگان با موضوع اعتبارسنجی مدل و مقایسه نتایج
1.11
77673251.8
Widget not in any sidebars
600
شکل‌های زیر نحوه انطباق منحنی معادله (5-15) بر نتایج آزمون‌ها را نشان می‌دهند.
شکل 526 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 450 درجه سانتیگراد
شکل 527 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 525 درجه سانتیگراد
شکل 528 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 600 درجه سانتیگراد
در نهایت به منظور اطمینان از صحت نتایج و اعتبارسنجی مدل‌سازی المان محدود، فرایند آزمون رهایش به کمک نرم‌افزار ABAQUS و با استفاده از ثابت‌های به‌دست آمده شبیه‌سازی گردید و نتایج آن با آزمون رهایش مقایسه گردید. در شکل 5-29 نتایج تحلیل المان محدود و آزمون رهایش با یکدیگر مقایسه شده‌اند.
شکل 529 مقایسه نتایج تحلیل المان محدود و آزمون رهایش
نتیجه‌گیری
در این فصل ثابت‌های موجود در معادلات متشکله مدل موردنظر شامل مدل سختی سینماتیکی غیرخطی، مدل ویسکوز نورتن و مدل آسیب متحد لومتر به کمک آزمایش‌های مختلف تعیین گردیدند. همچنین به منظور اعتبارسنجی روش تحلیل المان محدود، فرایند انجام هر کدام از آزمایش‌ها بطور کاملاً یکسان با نرم‌فزار ABAQUS شبیه‌سازی گردید و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. اکنون به کمک این ثابت‌ها و با استفاده از مدل آسیب موردنظر می‌توان رفتار خزشی و خستگی کم‌چرخه روتور توربین را در اثر شرایط کاری با روش المان محدود مدل‌سازی نمود.
نتایج و بررسی
نتایج و بررسی
مقدمه
هدف از این پایان‌نامه تحلیل تنش یک نمونه روتور توربین گاز به کمک تئوری مکانیک آسیب پیوسته است. به همین منظور مقدمات انجام تحلیل المان محدود در فصل‌های قبل بیان گردید. در فصل چهارم شرایط هندسی و بارگذاری و نحوه مدل‌سازی روتور توربین بیان گردید. در فصل پنجم نیز پارامترهای معادلات متشکله ماده روتور به کمک آزمایش‌های مختلف تعیین شد. در این فصل نتایج حاصل از تحلیل المان محدود روتور بیان شده‌اند. همچنین در پایان این فصل نیز نتایج حاصل از آزمون غیرمخرب رپلیکا که بر روی روتور انجام گرفته است، بیان شده‌اند.
نتایج مربوط به شبیه‌سازی المان محدود
روتور موردنظر مطابق با روند بیان شده در فصل چهار مدل‌سازی گردید. زمان حل هر چرخه به کمک کامپیوتر دو هسته‌ای با سرعت 5/2 گیگاهرتز حدود 240 ثانیه طول کشیده است و در مجموع زمان حل مدل کامل شبیه‌سازی شده 122800 ثانیه (کمی بیش از 34 ساعت) می‌باشد.
بر اساس شبیه‌سازی انجام گرفته و همان‌گونه که انتظار می‌رفت، نقاط بحرانی روتور که مستعد رشد آسیب و گسترش ترک می‌باشند، ریشه‌های پرههای توربین و محل اتصال دیسک‌های توربین به یکدیگر می‌باشند.
وضعیت فعلی روتور
شکل 6-1 توزیع معیار آستانه آسیب در مدل روتور در انتهای زمان شبیه‌سازی (چرخه 512) را نشان می‌دهد. لازم به ذکر است که معیار آستانه آسیب بر مبنای کرنش پلاستیک تجمعی می‌باشد و در نرم‌افزار ABAQUS، هنگامی که معیار آستانه برابر با یک شود، آسیب شروع به رشد می‌کند. همچنین مقادیر بیشتر از یک در شکل‌های زیر تنها بیانگر ادامه افزایش تجمع کرنش پلاستیک است و تاثیری در ادامه تحلیل ندارند.
شکل 61 توزیع آستانه آسیب در مدل روتور در انتهای زمان شبیه‌سازی
بر اساس شکل بالا، در محل ریشه‌های هر چهار ردیف پرههای روتور مقدار پارامتر آستانه آسیب از مقدار معیار یک فراتر رفته است که بیانگر وقوع پدیده آسیب در این نقاط می‌باشد. همچنین مشهود است که ردیف دوم و چهارم پره‌ها بحرانی‌ترین نقاط روتور هستند. شکل‌های 6-2 و 6-3 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پرههای ردیف دوم و چهارم را نشان می‌دهند.
شکل 62 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف دوم
شکل 63 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف چهارم
شکل 6-4 نیز توزیع معیار آستانه آسیب در محل اتصال دیسک‌های اول و دوم توربین را نشان می‌دهد. با توجه به اینکه مقدار آستانه آسیب به مقدار یک نرسیده است، بنابراین در این نقطه آسیب رخ نداده است. اما واضح است که در صورت ادامه روند بارگذاری توربین، این محل از نقاط مستعد برای رشد آسیب می‌باشد.
شکل 64 توزیع معیار آستانه آسیب در محل اتصال دیسک‌های اول و دوم توربین
77673251.8
Widget not in any sidebars
600
شکل‌های زیر نحوه انطباق منحنی معادله (5-15) بر نتایج آزمون‌ها را نشان می‌دهند.
شکل 526 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 450 درجه سانتیگراد
شکل 527 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 525 درجه سانتیگراد
شکل 528 منحنی کاهش تنش در آزمون رهایش در دمای 600 درجه سانتیگراد
در نهایت به منظور اطمینان از صحت نتایج و اعتبارسنجی مدل‌سازی المان محدود، فرایند آزمون رهایش به کمک نرم‌افزار ABAQUS و با استفاده از ثابت‌های به‌دست آمده شبیه‌سازی گردید و نتایج آن با آزمون رهایش مقایسه گردید. در شکل 5-29 نتایج تحلیل المان محدود و آزمون رهایش با یکدیگر مقایسه شده‌اند.
شکل 529 مقایسه نتایج تحلیل المان محدود و آزمون رهایش
نتیجه‌گیری
در این فصل ثابت‌های موجود در معادلات متشکله مدل موردنظر شامل مدل سختی سینماتیکی غیرخطی، مدل ویسکوز نورتن و مدل آسیب متحد لومتر به کمک آزمایش‌های مختلف تعیین گردیدند. همچنین به منظور اعتبارسنجی روش تحلیل المان محدود، فرایند انجام هر کدام از آزمایش‌ها بطور کاملاً یکسان با نرم‌فزار ABAQUS شبیه‌سازی گردید و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. اکنون به کمک این ثابت‌ها و با استفاده از مدل آسیب موردنظر می‌توان رفتار خزشی و خستگی کم‌چرخه روتور توربین را در اثر شرایط کاری با روش المان محدود مدل‌سازی نمود.
نتایج و بررسی
نتایج و بررسی
مقدمه
هدف از این پایان‌نامه تحلیل تنش یک نمونه روتور توربین گاز به کمک تئوری مکانیک آسیب پیوسته است. به همین منظور مقدمات انجام تحلیل المان محدود در فصل‌های قبل بیان گردید. در فصل چهارم شرایط هندسی و بارگذاری و نحوه مدل‌سازی روتور توربین بیان گردید. در فصل پنجم نیز پارامترهای معادلات متشکله ماده روتور به کمک آزمایش‌های مختلف تعیین شد. در این فصل نتایج حاصل از تحلیل المان محدود روتور بیان شده‌اند. همچنین در پایان این فصل نیز نتایج حاصل از آزمون غیرمخرب رپلیکا که بر روی روتور انجام گرفته است، بیان شده‌اند.
نتایج مربوط به شبیه‌سازی المان محدود
روتور موردنظر مطابق با روند بیان شده در فصل چهار مدل‌سازی گردید. زمان حل هر چرخه به کمک کامپیوتر دو هسته‌ای با سرعت 5/2 گیگاهرتز حدود 240 ثانیه طول کشیده است و در مجموع زمان حل مدل کامل شبیه‌سازی شده 122800 ثانیه (کمی بیش از 34 ساعت) می‌باشد.
بر اساس شبیه‌سازی انجام گرفته و همان‌گونه که انتظار می‌رفت، نقاط بحرانی روتور که مستعد رشد آسیب و گسترش ترک می‌باشند، ریشه‌های پرههای توربین و محل اتصال دیسک‌های توربین به یکدیگر می‌باشند.
وضعیت فعلی روتور
شکل 6-1 توزیع معیار آستانه آسیب در مدل روتور در انتهای زمان شبیه‌سازی (چرخه 512) را نشان می‌دهد. لازم به ذکر است که معیار آستانه آسیب بر مبنای کرنش پلاستیک تجمعی می‌باشد و در نرم‌افزار ABAQUS، هنگامی که معیار آستانه برابر با یک شود، آسیب شروع به رشد می‌کند. همچنین مقادیر بیشتر از یک در شکل‌های زیر تنها بیانگر ادامه افزایش تجمع کرنش پلاستیک است و تاثیری در ادامه تحلیل ندارند.
شکل 61 توزیع آستانه آسیب در مدل روتور در انتهای زمان شبیه‌سازی
بر اساس شکل بالا، در محل ریشه‌های هر چهار ردیف پرههای روتور مقدار پارامتر آستانه آسیب از مقدار معیار یک فراتر رفته است که بیانگر وقوع پدیده آسیب در این نقاط می‌باشد. همچنین مشهود است که ردیف دوم و چهارم پره‌ها بحرانی‌ترین نقاط روتور هستند. شکل‌های 6-2 و 6-3 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پرههای ردیف دوم و چهارم را نشان می‌دهند.
شکل 62 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف دوم
شکل 63 توزیع معیار آستانه آسیب در ریشه پره ردیف چهارم
شکل 6-4 نیز توزیع معیار آستانه آسیب در محل اتصال دیسک‌های اول و دوم توربین را نشان می‌دهد. با توجه به اینکه مقدار آستانه آسیب به مقدار یک نرسیده است، بنابراین در این نقطه آسیب رخ نداده است. اما واضح است که در صورت ادامه روند بارگذاری توربین، این محل از نقاط مستعد برای رشد آسیب می‌باشد.
شکل 64 توزیع معیار آستانه آسیب در محل اتصال دیسک‌های اول و دوم توربین