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저압터빈 블레이드의 피로손상 해석
Fatigue Damage Analysis of a Low-Pressure Turbine Blade 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.39 no.7, 2015년, pp.713 - 720  

윤희철 (인천대학교 기계공학과) ,  우창기 (인천대학교 기계공학과) ,  황재곤 (한전 KPS)

초록
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저압터빈 최종단 블레이드는 발전설비의 대용량화에 따라 대형화 되고 있으며, 터빈을 구성하는 모든 블레이드 중 상대적으로 그 크기가 가장 크다. 그 결과 블레이드는 매우 높은 원심력과 낮은 고유 진동수 특성을 가지며 그에 따른 각종 손상이 발생하게 된다. 최근 국내에서 가동연수 증가와 잦은 기동정지에 따른 저압터빈 최종단 블레이드의 손상이 자주 보고되고 있어, 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 원심력에 의한 응력해석, 응력경화효과에 따른 고유진동수 해석 및 조화응답해석을 수행 하였다. 그 결과 예측된 블레이드의 에어포일 선단부 최대 피로응력의 위치와 실제 균열의 발생위치가 일치함으로써 피로손상에 의한 결과임을 확인하였고, 노치에 의한 등가피로한도가 노치피로한도에 접근하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The sizes of the final blades of a low-pressure (LP) steam turbine have been getting larger for the development of high-capacity power plants. They are also larger than the other blades in the same system. As a result, fatigue damage is caused by a large centrifugal force and a low natural frequency...

주제어

#증기터빈   #블레이드   #피로   #주파수해석   #조화응답해석   #유한요소법   #노치  

참고문헌 (9)

  1. Song, G. W., Choi, W. S., Kim, W. J. and Jung, N. G., 2013, "Damage Analysis for Last-Stage Blade of Low- Pressure Turbine," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 37, No. 12, pp. 1153-1157. 

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  2. Yun, T. j., Kim, D. H., Kim, D. H., Park, L. and Suk, J. I., 2010, "Structural Evaluation and Life Assessment of 5MW Power Generation Gas Turbine Blade," KSME 2010 Spring Annual Meeting, pp. 556-561. 

  3. Lucjan, Witek., 2011, " Numerical Stress and Crack Initiation Analysis of the Compressor Blades After Foreign Object Damage Subjected to High-cycle Fatigue," Engineering Failure Analysis 18, pp.2111-2125. 

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  4. Kim, H. J., and Kang, Y. H., 2010, "Crack Evaluation and Subsequent Solution of the Last Stage Blade in a Low-pressure Steam Turbine," Engineering Failure Analysis 17, pp.1397-1403. 

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  5. Wang, W. Z., Xuan, F. Z., Zhu, K. L. and Tu, S.T., 2007, "Failure Analysis of the Final Stage Blade in Steam Turbine," Engineering Failure Analysis 14, pp. 632-641. 

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  6. Yoon, K. B., Ma, Y. W., Kim, Y. I., Cha, S. J. and Kim, Y. J., 2005, "Failure Analysis of Gas Turbine Compressor Blades," KSME 2005 Spring Annual Meeting, pp. 185-190. 

  7. Hou, J., Wicks, B. J. and Antoniou, R. A., 2002, "An Investigation of Fatigue Failures of Turbine Blades in Gas Turbine Engine by Mechanical Analysis," Engineering Failure Analysis 9, pp. 201-211. 

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  8. Yoo, K. B., Hyun, J. S., Song, G. W. and Kim, J. H., 1999, "Life Evaluation and Nondestructive Diagnosis of Low-Pressure Turbine Blade for Nuclear Power Plant," KSME 1999 Spring Annual Meeting, pp. 913-918. 

  9. Kattus, J. R., 1973, Aerospace Structural Metal Handbook, Vol. 2, Code 1403, pp. 1-17. 

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