터빈 디스크 수명 분석

터빈 디스크는 항공 엔진의 핵심 부품 중 하나입니다. 이는 터빈 블레이드를 설치하고 고정하여 파워를 전달하는 부품입니다. 이 부품은 고온, 고압, 고속 환경에서 작동하며 구조적 재료에 대해 매우 높은 요구 사항을 가지고 있습니다. 항공 엔진은 고정밀 기술 제품입니다. 엔진의 추력 대 중량 비율을 증가시키고 점점 더 높아지는 항공기 성능 요구 사항을 충족하기 위해 그들의 성능 매개변수는 계속해서 개선되고 있습니다. 이러한 상황에서 터빈 디스크 재료에 대한 요구 사항도 계속 증가하고 있습니다.
터빈 디스크는 가스 터빈의 여섯 주요 구성 요소 중 가장 중요한 부분입니다. 그 안전성과 수명은 가스 터빈에서 특히 중요한 위치를 차지합니다. 터빈 디스크는 순환됩니다.
또한 횟수 제한 외에도 사용 시간에 대한 제한도 존재합니다. 사람들은 터빈 디스크의 수명에 큰 관심을 가지는 이유는 아마도 다음 주요 이유들 때문일 것입니다:
1. 터빈 디스크는 크기가 크고, 무게가重며, 속도가 빠릅니다. 현대 가스 터빈의 터빈 디스크의 최대 속도에서의 평균 전단 응력은
758MPa로 증가했습니다. 이는 많은 터빈 디스크 재료의 항복 강도에 접근하거나 이를 초과합니다.
2. 터빈 디스크의 제조 품질을 통제하기 어렵습니다. 현재 대량으로 사용되는 터빈 디스크는 단일 조각으로 주조되며 복잡한 공정 절차를 거칩니다. 각 디스크의 품질을 안정시키기 위해 각 공정에서 안정된 공정 수준을 보장해야 합니다. 이는 특히 일부 대형 재고에 대해 실현하기 어렵습니다.
3. 사용 중 터빈 디스크는 매체, 온도 및 응력에서 복잡한 변화를 겪습니다. 특히 군용 엔진의 터빈 디스크에서는 이러한 변화가 임의적인 특성을 가지며, 이는 터빈 디스크의 수명 예측 및 제어에 큰 어려움을 가져옵니다.
4. 터빈 디스크 재료를 장기간 사용하면 구조가 열화됩니다. 현대에 선택된 터빈 디스크 재료는 일반적으로 고온 합금입니다. 이러한 합금은 비안정한 제2상과 카바이드로 강화됩니다. 장기 사용 중 고온 스트레스 노화로 인해 제2 상이 응집하고 성장하며, 카바이드는 형태가 변하고 일부 유해한 연약 상이 분리되어 합금의 강도와 연성이 전반적으로 감소하게 됩니다.
요약하면, 우리는 두 가지 예리한 모순을 볼 수 있다: 한편으로는 터빈 디스크가 가스 터빈에서 매우 중요한 위치를 차지하기 때문에 사람들은 그의 수명을 정확히 예측하고 통제할 수 있어야 한다. 다른 한편으로는 터빈 디스크의 제조 및 사용 과정에는 많은 불안정하고 불확실하며 복잡하고 변화무쌍한 요소가 존재하여 그 수명이 예측과 통제가 어렵다. 그러나 바로 이 모순이 터빈 디스크 수명 분석 및 예측 연구 작업의 지속적이고 심층적인 발전을 촉진하며 동시에 관련 학문의 발전도 견인한다.