FKM 2003
Heft Nummer 277
Vorhaben Nr. 241
Preis: Euro 100,00
Kurzfassung:
Die Laufschaufeln von Gasturbinen (hintere Stufe) und Dampfturbinen (Niederdruckstufe) sind während d An- und Abfahrvorgänge durch die auftretenden Fliehkräfte hohen Zugschwellbeanspruchungen ausgesetzt. Zusätzlich muss. auf Grund ihrer Länge. noch die durch Schaufelschwingungen induzierte Biegewechselbeanspruchung berücksichtigt werden. Bei dieser Belastungskombination treten im Schaufelfuß die höchsten Spannungen bzw. Spannungsgradienten auf. Zur Simulation dieser Betriebsbedingungen werden Versuche an bauteilähnlichen Proben (T -Proben) al den Werkstoffen X10CrNiMoV12-2-2 bei Raumtemperatur und Rene 80 bei 400 °C mit der kombinierten LCF-Zugschwell- und HCF-Biegewechselbeanspruchung durchgeführt. Bei beiden Werkstoffen führt die kombinierte Beanspruchung gegenüber einer Biegewechselbeanspruchung bei konstanter Zugbelastung insbesondere bei kleinen Biegeamplituden. zu einer erheblichen Reduzierung der Lebensdauer. Zur Ermittlung der Spannungs- und Dehnungszustände im Kerbradius der T -Probe werden elastische und inelastische FE-Rechnungen durchgeführt. Der Verlauf der lokalen maximalen Spannungen und Dehnungen kann durch eine Hüllkurve in der Form einer Hystereseschleife beschrieben werden. Die überlagerte HCF-Beanspruchung führt zu einer zusätzlichen Schädigung (Reihenfolgeeffekt). die mit den üblichen Konzepten. wie z.B. der Amplitudentransformation oder der Schadensakkumulationsrechnung nach Miner, nicht zu bewerten sind. Lediglich bei Hüllkurvenspannungsamplituden unterhalb der zyklischen Streckgrenze der stabilisierten zyklischen Fließkurve konnte beim Werkstoff X10CrNiMoV12-2-2 eine näherungsweise Beschreibung mit den üblichen Konzepten erfolgen. In Anlehnung an die Dehnungswöhlerline und unter Berücksichtigung der Hüllkurvenparameter wird ein Schädigungsparameter vorgeschlagen, der diese überlagerte Wechselverformung beschreibt.
Berichtsumfang:
75 Seiten (Anhang 16 Seiten)
Beginn der Arbeiten:
01.01.2000
Ende der Arbeiten:
30.12.2002
Zuschussgeber:
AVIF (Förder-Nr. A145). FKM.Nr. 052410
Forschungsstelle:
Material prüfungsanstaIt Universität Stuttgart
Bearbeiter und Verfasser:
Dipl.-lng. P. Kopp
Obmann des Arbeitskreises:
Dr.-lng. S. Sheng. Siemens Power Generation. Mühlheim
Vorsitzender des Beirats:
Dipl.-lng. W. Keppel. Alstom Power Generation. Mannheim Leitung: Prof. Dr.-lng. habil. E. Roos
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