Аналіз особливостей умов роботи сучасних лопаток газових турбін та огляд методів визначення параметрів їх високотемпературної міцності

Abstract

Предметом дослідження є сучасні методи та матеріали для виготовлення лопаток газових турбін, а також підходи та методи оцінки показників їх динамічної та статичної міцності в умовах високотемпературного навантаження. Проаналізовані літературні джерела, що стосуються методів виготовлення лопаток турбін, а саме спрямованої кристалізації та монокристалічного лиття. Підкреслені переваги монокристалічних сплавів для виготовлення лопаток турбін, а саме підвищені жароміцність, жаростійкість, втомна міцність, довговічність та тріщиностійкість. Проаналізовані та описані основні сучасні методи оцінки високотемпературної міцності лопаток газових турбін з урахуванням анізотропних характеристик монокристалічних сплавів. У наведеній публікації представлено відомості про лопатки газових турбін, зокрема, надано змістовну інформацію про методи їх виготовлення, а також матеріали, що використовуються для їх отримання. У дослідженні проаналізовано та визначено основні пошкоджуючі впливи, що діють на лопатки газових турбін в процесі їх експлуатації. У матеріалі зазначені досягнення науковців, які розробили чисельні та експериментальні методи для оцінювання впливу анізотропних характеристик монокристалічних нікелевих жароміцних сплавів на показники втомної міцності, довговічності та повзучості лопаток турбін.

The subject of the study is modern methods and materials for the manufacture of gas turbine blades, as well as approaches and methods for assessing their dynamic and static strength under high-temperature loading. Literature sources related to the methods of manufacturing turbine blades, namely, directional crystallization and single-crystal casting, were analyzed. The advantages of single-crystal alloys for the manufacture of turbine blades, namely increased heat strength, heat resistance, fatigue strength, durability and crack resistance, are emphasized. The main modern methods for assessing the high-temperature strength of gas turbine blades with regard to the anisotropic characteristics of single-crystal alloys are analyzed and described. This publication presents information about gas turbine blades, in particular, provides meaningful information about the methods of their manufacture, as well as the materials used to produce them. The study analyses and identifies the main damaging effects on gas turbine blades during their operation. The material describes the achievements of scientists who have developed numerical and experimental methods for assessing the impact of the anisotropic characteristics of single-crystal nickel heat-resistant alloys on the fatigue strength, durability and creep of turbine blades.