Параметр Ларсона-Миллера + ANSYS

[otaman 0]

Кто сталкивался с задачами расчета длительной прочности с помощью параметра Ларсона-Миллера, помогите разобраться в данной методике!

Нужно посчитать ресурс длительной прочности лопатки ГТ.

Шаг 1. Считаю статику в Ansys в упругой постановке (центробеж. нагрузки + давление пара + темп.).

Шаг 2. Анализирую напряжения в местах наибольшей концентрации (либо не превышают либо превышают предел текучести).

Шаг 3. По найденным напряжениям определяю параметр Ларсона-Миллера и ресурс t: LMP = T [log (t) + C].

Правильно ли я действую? Можно ли результаты статического анализа (центробеж. нагрузки + давление пара + темп.) использовать напрямую для определения параметра Ларсона-Миллера (предполагая что это напряжения установившейся ползучести), или нужно предварительно определять напряжения с учетом ползучести?

Изменено 29 апреля 2013 пользователем otaman

[otaman 0]

Пока пришел к выводу, что для расчета длительной прочности с помощью параметра Ларсона-Миллера правильнее было бы использовать напряжения установившейся ползучести (напряжения с учетом релаксации). Возможно, использование напряжений без учета релаксации оправдано при грубой оценке ресурса (какова будет погрешность такой оценки? ).

Т.о. нужно найти напряжения установившейся ползучести. Посоветуйте как это сделать и в каком направлении двигаться, тк ранее такие задачи не решал, а информации очень много, пытаюсь разобраться по книгам, но там нет конкретики..

Вопросы:

- какие данные нужно иметь для расчета ползучести (в Ansys): кривые ползучести, константы ползучести? можно ли их получить из прикрепленных ниже данных?

- какую из 13 моделей Ansys использовать для определения напряжений установившейся ползучести?

- можно ли ограничится только 2-й стадией?

- где взять константы ползучести для моделей Ansys? можно ли их получить из кривых ползучести? если да, то как?

Изменено 7 мая 2013 пользователем otaman

[Fedor 1 599]

" установившейся ползучести (напряжения с учетом релаксации)" - природа одна, а смысл разный. При ползучести напряжения не меняются, растут деформации.

Например стоит дом и потихоньку погружается в грунт.

<noindex>http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%...%BB%D0%BE%D0%B2</noindex>

При релаксации внутренние напряжения обычно падают, а деформации не особо и происходят, так как локализованы. Например нагреют сварную деталь, в ней остаточные напряжения релаксируют, уменьшаются. Или натяжения тросов при преднапряжении уменьшаются из-за ползучести бетона в локальной области

[otaman 0]

" установившейся ползучести (напряжения с учетом релаксации)" - природа одна, а смысл разный. При ползучести напряжения не меняются, растут деформации.

Например стоит дом и потихоньку погружается в грунт.

<noindex>http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%...%BB%D0%BE%D0%B2</noindex>

При релаксации внутренние напряжения обычно падают, а деформации не особо и происходят, так как локализованы. Например нагреют сварную деталь, в ней остаточные напряжения релаксируют, уменьшаются. Или натяжения тросов при преднапряжении уменьшаются из-за ползучести бетона в локальной области

Я Вам приведу другой пример.

Ротор турбины вышел на номинальный режим. Уже прогрелся. Пусть в этот момент напряжения на придисковой галтели составляют 200 МПа. Далее в следствие ползучести они релаксируются до 100 МПа. Наступает стадия установившейся ползучести, напряжения дальше не растут.

Правильно ли я описал физическую картину? Прошла 1я стадия и наступила 2я?

Мой вопрос в следующем - как найти напряжения установившейся ползучести (эти 100МПа).

[Makarrr 15]

Ротор турбины вышел на номинальный режим. Уже прогрелся. Пусть в этот момент напряжения на придисковой галтели составляют 200 МПа. Далее в следствие ползучести они релаксируются до 100 МПа. Наступает стадия установившейся ползучести, напряжения дальше не растут.

На мой непросвещенный взгляд, в линейной постановке у вас получились напряжения 200 МПа. Если эта величина превосходит сигмут (около 100 МПа), то получаются локальные пластические деформации, напряжения перераспределяются: зона увеличивается, максимум уменьшается. Но это не есть ползучесть это есть пластические деформации.

Как сказал Федор, при ползучести напряжения не меняются, растут деформации. В вашей табличке показано как по времени удлиняется образец при постоянном напряжении (время от десятков до тысяч часов).

Возьмите билинейную или мультилинейную модель материала с учетом температуры.

[Fedor 1 599]

"200 МПа" - по старому постмодернистскому это около 20 кГ/кв.мм насколько понимаю. Такие даже для арматуры не опасны, а в турбинах насколько помню, стали получше, где-то около 40 держат. Я бы и не парился. Правда при высоких температурах характеристики падают, но тут лучше смотреть специальную литературу по высокотемпературной ползучести. Ей много занимались когда-то

Релаксируют обычно все-таки внутренние самоуравновешенные напряжения от сварки и все такое. При заневоливании торсионов, обжатии пушек. В общем с нулевым главным вектором и моментом. А внешние перераспределяются, но главный вектор и момент должны сохранятся, иначе равновесие нарушится

Первая стадия обычно происходит быстро, вроде приработки двигателей, потом длинный линейный процесс, он собственно все и определяет, а первой и пренебречь можно ...

[otaman 0]

Опять появилось время разбираться в этой задаче :).

Все-таки как найти напряжения установившейся ползучести?

Меня не особо беспокоят конкретные цифры, я хочу разхобраться в физике и методологии расчета. После расчета статики в упругой постановке я получаю напряжения, естественно, без учета ползучести. Мне нужно найти какие будут напряжения на стадии установившейся ползучести (2й стадии). Понятно, что они будут меньше. Что мне нужно делать и как? - считать первую стадию ползучести?

[Fedor 1 599]

По определению при ползучести напряжения не меняются, меняются деформации. Если меняются напряжения, то это называется релаксацией напряжений. Они уменьшаются

<noindex>http://en.wikipedia.org/wiki/Larson-Miller_Parameter</noindex>

<noindex>http://en.wikipedia.org/wiki/Creep_(deformation)</noindex>

[otaman 0]

По определению при ползучести напряжения не меняются, меняются деформации. Если меняются напряжения, то это называется релаксацией напряжений. Они уменьшаются

<noindex>http://en.wikipedia.org/wiki/Larson-Miller_Parameter</noindex>

<noindex>http://en.wikipedia.org/wiki/Creep_(deformation)</noindex>

Хорошо. Как мне найти релаксированные напряжения? Нужно ведь ползучесть для этого считать. Изменено 24 июля 2013 пользователем otaman

[soklakov 1 475]

#2007615

Can ANSYS Model creep behavior from Larson Miller Parameter data?

Answer:

The Larson-Miller Parameters are derived from a general expression of the Arrhenius Equation. We do not have a creep material model expressed directly in terms of the LMP data, but we do have three expressions for the Arrhenius equation. (TBOPT=2,6 or 13). One could conceivably back calculate the parameters for Arrhenius equation from available LMP data. See attached derivation.