Analisi della Vita del Disco Turbina

Il disco della turbina è uno dei componenti principali del motore a reazione. È un componente utilizzato per installare e fissare le pale della turbina per trasmettere potenza. Lavora in un ambiente ad alta temperatura, alta pressione e alta velocità e ha requisiti estremamente elevati per i materiali strutturali. I motori a reazione sono prodotti tecnologici ad alta precisione. Al fine di aumentare il rapporto spinta-peso dei motori e soddisfare i requisiti sempre più elevati delle prestazioni degli aerei, i loro parametri di prestazione migliorano costantemente. In questa situazione, i requisiti per i materiali del disco della turbina continuano ad aumentare.
Il disco della turbina è il componente principale tra i sei componenti principali del gas turbine. La sua sicurezza e longevità occupano una posizione particolarmente importante nei gas turbine. Il disco della turbina è circolante
Oltre al limite sul numero di cicli, c'è anche un limite sul tempo di servizio. Si attribuisce grande importanza alla vita del disco della turbina, probabilmente per i seguenti motivi principali:
1. Il disco della turbina è di grandi dimensioni, pesante e ad alta velocità. Lo sforzo medio di taglio del disco della turbina delle moderne turbine a gas alla massima velocità è stato
aumentato a 758MPa. Si avvicina o supera la resistenza al limite elastico di molti materiali per dischi di turbina.
2. La qualità di produzione del disco della turbina è difficile da controllare. Attualmente, i dischi di turbina utilizzati in grande quantità sono forgiati in un unico pezzo e attraversano procedure di lavorazione complesse. Per stabilizzare la qualità di ogni disco, è necessario garantire un livello di processo stabile in ogni fase. Questo è difficile da fare, specialmente per alcuni magazzini di grandi dimensioni.
3. Durante l'uso, il disco della turbina subisce cambiamenti complessi nel mezzo, temperatura e stress. In particolare, per i dischi di turbina sui motori militari, questo cambiamento ha caratteristiche casuali, il che porta grandi difficoltà nella previsione e controllo della vita del disco della turbina.
4. Dopo un utilizzo prolungato dei materiali del disco turbina, la struttura si deteriorerà. I materiali dei dischi turbine selezionati al giorno d'oggi sono generalmente leghe ad alte temperature. Queste leghe vengono rafforzate da fasi secondarie metastabili e carburi. Durante l'uso a lungo termine, a causa dell'invecchiamento indotto dallo stress ad alta temperatura, la fase secondaria tenderà a aggregarsi e crescere, i carburi cambieranno forma e alcuni precipiteranno in fasi fragili dannose, causando una diminuzione complessiva della resistenza e della plasticità della lega.
Per riassumere, possiamo vedere un paio di contraddizioni nette: da un lato, poiché il disco della turbina riveste una posizione particolarmente importante nel gas turbine, è necessario essere in grado di prevedere e controllare con precisione la sua durata; dall'altro lato, a causa della presenza di molti fattori instabili, incerti, complessi e variabili nel processo di produzione e utilizzo del disco della turbina, è difficile prevedere e controllarne la durata. Tuttavia, è proprio questa coppia di contraddizioni che promuove lo sviluppo continuo e approfondito dei lavori di ricerca sull'analisi e la previsione della vita del disco della turbina, e allo stesso tempo stimola lo sviluppo delle discipline correlate.