Optimisation of Low Cycle Fatigue : Life in Turbine Rear Frame

• Main Authors: Rundström, Finn, Ericsson, Albert
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2007
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-100713

Syftet med detta examensarbete är att undersöka vilka faktorer som styr livslängdsbegränsningarna i bakre turbinstativet (TRF) i GEnx -motorn, mestadels med inriktning på området kring motorfästena, och om möjligt hindra dessa problem att uppstå. Arbetet har huvudsakligen utförts med hjälp av FE -programmet Ansys och utgått från modeller tidigare konstruerade på Volvo Aero Corporation. Tre större studier beträffande lågcyklisk utmattning har utförts: Först och främst har ca 80 finita element -modeller byggts med lokala ändringar av området runt motorfästena, där godstjockleken har varierats, ibland tillsammans med olika sorters flänsar. Denna sudie resultarade i en ökning av livslängden till 280% av den ursprungliga. Utöver detta har globala ändringar studerats; i detta fall i form av sex modeller med olika vinklar på ledskenorna. Slutsatsen är att nuvarande vinkel är den mest optimala. Slutligen har även en känslighetsanalys av de termiska randvillkoren utförts för att undersöka inverkan av osäkerheten hos de ursprungliga termiska antaganden som gjorts. Ett tydligt samband mellan de termiska randvillkoren och livslängden påvisades runt motorfästet, medan det var svårt att dra några slutsatser beträffande navet.. === The aim of this is master thesis where the aim is to analyse the factors that limits the fatigue life of the GEnx TRF engine and, if possible, ways to prevent such problems to should be presented. Thermal and structural analyses have been carried out using the finite element program Ansys. Models from previous studies at Volvo Aero Corporation have been used. There have been three main studies, all of them concerning LCF life: Firstly, about 80 finite element models with local changes of the lug section have been performed; the thickness in the lug section has been varied, sometimes together with different types of flanges. This study increased the life to 280% of the original model. Secondly, global changes have been studied; in this case six different strut angles have been analysed. It was found that the current strut angle is the optimal one. Finally, a sensitivity study of the thermal boundary conditions has been carried out in order to investigate the importance of the uncertainty of the initial thermal assumptions. A good correlation between the life and thermal boundary conditions was found around the mount lugs whilst it is hard to draw any conclusions in the hub