Creep and Low Cycle Fatigue Life Prediction for Turbine

Journal of Propulsion Technology ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (11): 1699-1704.

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Creep and Low Cycle Fatigue Life Prediction for Turbine

Beijing Power Machinery Institute，Beijing 100074，China,Beijing Power Machinery Institute，Beijing 100074，China,The Second Artillery in the 31st Institute of Military Representative Office，Beijing 100074，China,Beijing Power Machinery Institute，Beijing 100074，China and Beijing Power Machinery Institute，Beijing 100074，China

Published:2021-08-15

涡轮叶片-榫头-轮盘的蠕变与低循环疲劳寿命预测

李骏¹,宋友辉¹,刘汉斌²,徐凌志¹,郭昊雁¹

北京动力机械研究所，北京 100074,北京动力机械研究所，北京 100074,第二炮兵驻第31研究所军事代表室，北京 100074,北京动力机械研究所，北京 100074,北京动力机械研究所，北京 100074

作者简介:李骏(1990—)，男，硕士，助理工程师，研究领域为发动机结构强度、振动评估与可靠性技术。

Abstract

Abstract: Concerning about a turbine rotor in a small turbofan engine，the creep life and low cycle fatigue(LCF) life were predicted by classical life prediction methods，based on integrated modelling of blade-tenon-disk structure. Firstly，temperature field analysis and stress-strain analysis were performed to determine the key points of life. The creep life of blade was predicted by Larson-Miller creep equation and LCF life of whole structure was predicted by Manson Coffin equation. The results show that the creep damage of blade is minimal，since the working temperature is relatively low under the load spectrum. However，the LCF life of tenon and mortise is only 102 cycle number due to stress concentration.

Key words: Load spectrum；Creep；Low cycle fatigue；Life prediction

摘要： 为获得小型涡扇发动机的涡轮转子结构的预期寿命，通过对涡轮叶片-榫头-轮盘结构进行一体化建模，利用经典寿命预测方法对其蠕变持久寿命与低循环寿命进行了预测。首先，分析了各部位温度分布和应力-应变分布，确定寿命关键点，利用Larson-Miller方程计算叶片的蠕变持久寿命，然后采用Manson Coffin方程计算整个结构的低循环疲劳寿命。计算结果表明，由于载荷剖面下的工作温度较低，叶片的蠕变损伤极小，而由于榫头/榫槽部位存在应力集中，其低循环疲劳预期寿命仅有102次循环。

关键词: 载荷剖面；蠕变；低循环疲劳；寿命预测

LI Jun¹,SONG You-hui¹,LIU Han-bin²,XU Ling-zhi¹,GUO Hao-yan¹. Creep and Low Cycle Fatigue Life Prediction for Turbine[J]. Journal of Propulsion Technology, 2015, 36(11): 1699-1704.

李骏,宋友辉,刘汉斌,徐凌志,郭昊雁. 涡轮叶片-榫头-轮盘的蠕变与低循环疲劳寿命预测[J]. 推进技术, 2015, 36(11): 1699-1704.

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