A Study on the Safety Estimation of Low Pressure Torsion mounted Turbine Blade

비틀림 마운트형 저압 터빈 블레이드의 안전성 평가에 관한 연구

  • 홍순혁 (부경대학교 공과대학 CAD/CAM Lab) ;
  • 조석수 (삼척대학교 기계·정밀기계·자동차공학부) ;
  • 주원식 (동아대학교 기계·산업시스템 공학부)
  • Published : 2003.03.01

Abstract

The estimation of fatigue limit for the component with complicated shape is difficult than of standard fatigue specimen, due to complex test equipment. So, we substitute maximum principle stress from FEM results for fatigue limit diagram made by standard fatigue specimen. Then we can estimate endurance safety of component with high trust. The static stress analysis, the nonlinear contact stress analysis and the model analysis for turbine blade is performed by ANSYS ver. 5.6. the comparison of maximum static stress around hole with maximum contact stress between pun and hole can make the cause of fracture for turbine blade clear. The difference of fatigue limit between fatigue test by standard specimen and in-service mechanical components is due to surface roughness and machining condition etc. In in-service mechanical components, Goodman diagram has to consider surface roughness for failure analysis. To find fracture mechanism of torison-mounted blade in nuclear plant. This study performs the static stress, the nonlinear contact stress and the modal analysis on torison-mounted blade with finite element method and makes the estimation for safety of turbine blade.

Keywords

References

  1. 황진상, 박관룡, 장재원, '컨택트 요소를 이용한 세탁기 내조 조립품의 강도 해석,' ANSYS Usr's Conference, pp. 139-149, 1998
  2. 강석용, 임장근, '접촉요소에 의한 기계부품의 유한요소해석,' 대한기계학회논문집 A권, 제22권, 제10호, pp. 1894-1901, 1998
  3. 홍순혁, 이동우, 조석수, 주원식, '피로하중을 받는 저압 터빈 블레이드의 파손해석에 관한 연구,' 대한용접학회지논문집, pp. 298-304, 제19권, 제3호, 2001
  4. Schelleken, J. C. J. and de Borst, R., 'On the Numerical Integration of Interface Elements,' International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 36, pp. 43-66, 1993 https://doi.org/10.1002/nme.1620360104
  5. 김창부, 안종섭 외1인, '순환대칭으로 다중 연결된 구조물의 유한요소 진동해석,' 한국소음진동공학회지, 제4권, 제4호, pp. 637-644, 1997
  6. 한국전력공사 원자력연수원, '터빈,' 예문사, pp. 141-161, 1995
  7. 홍순혁, 조석수, 주원식외 2인, '피로하중을 받는 터빈 블레이드의 X선 프랙토그래피에 관한 연구,' 한국정밀공학회춘계학술대회논문집, pp. 778-783, 2001
  8. 한전기공주식회사, '제3회 터빈 기술 세미나,' 한전기공(주), pp. 141-162, 1999
  9. 成洛元, 周原植, '機械要素設計,' 三星實業, pp. 2-29, 1998
  10. 홍순혁, 최우성외 3인, 'AFM을 이용한 발전소용저압 터빈 블레이드의 파손해석에 관한 연구,' 한국정밀공학회논문집, 제18권, 제10호, pp. 61-68, 2001
  11. 오세욱, 차용훈외 2人, '재료강도학,' 원창출판사, pp. 145-146, 1998
  12. Jack A. Collins, 'Failure of materials in mechanical design,' Willy-interscience publication, pp. 207-213, 1993