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Burst speed assessment of aero-engine turbine disk based on failure assessment diagram and global stability criterion

  • Aero-engine turbine disks are safety-relevant components which are operated under high thermal and mechanical stress conditions. The actual part qualification and certification procedures make use of spin-tests conducted on production-similar disks. While these tests provide, on the one hand, a reliable definition of the critical conditions for real components, on the other hand they represent a relevant cost item for engine manufacturers. The aim of this work is to present two alternative burst speed assessment methods under development based on the Failure Assessment Diagram (FAD) and a global stability criterion, respectively. In the scope of the fracture mechanics assessment, the failure modes hoop-burst and rim-peeling are investigated with semicircular surface cracks modelled at the critical regions on the turbine disk. The comparison of the predicted critical rotational speed shows good agreement between the assessment methods.

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Autor*innen:Jiangchao Zhu, Mauro Madia, Michael Schurig, Bernard Fedelich, Hartmut Schlums, Uwe Zerbst
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Engineering Fracture Mechanics
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung
9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.4 Integrität von Schweißverbindungen
Verlag:Elsevier Ltd.
Jahrgang/Band:277
Aufsatznummer:109005
Erste Seite:1
Letzte Seite:15
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Burst; Fracture mechanics; Global stability criterion; Turbine disk
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.1016/j.engfracmech.2022.109005
ISSN:0013-7944
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:29.12.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:13.02.2023
Paper des Monats:Ja
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