TEI - FİRMA İÇİ PROJE

Proje No: ODAGEM-13-90-TEI

Proje Başlığı: DP20 ÇEKİRDEK MOTOR TEKNOLOJİSİ GELİŞTİRME VE GÖSTERİMİ PROJESİ KAPSAMINDA BLADE-DİSK FİRTREE YAPISAL OPTİMİZASYONU

Proje Destek Başlangıç ve Bitiş Tarihleri: 01.04.2013 - 31.01.2014

Yürütücü Kuruluş: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi (TOBB ETÜ)

Müşteri Kuruluş: TUSAŞ Motor Sanayii A.Ş. (TEI)

Proje Ekibi:

Proje Özeti:

Bu çalışmada, DP20 Çekirdek motor teknolojisi geliştirme ve gösterimi projesi kapsamında blade-disk firtree bağlantısı yapısal optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimizasyonda bağlantının ağırlığının enküçüklenmesi amaçlanmış; blade ve diskte oluşacak eğilme, temas ve peak gerilmelerinin kullanılan malzemelerin mukavemetini aşmayacak şekilde tasarımı (geometrik özelliklerinin belirlenmesi) gerçekleştirilmiştir. Yükleme, geometri ve malzeme özelliklerindeki belirsizlikler dikkate alınarak, tasarımda uygun mukavemet indirgeme faktörleri (emniyet faktörleri) kullanılmıştır.

Çalışmanın ilk aşamasında, firtree geometrisi 9 tasarım değişkeni ile tanımlanmıştır. Firtree bağlantısında oluşan gerilmeler ANSYS sonlu elemanlar programı ile hesaplanmıştır. Geometri parametreleri ile oluşan gerilmeleri ve firtree bağlantının kütlesini ilişkilendirmek için vekil modeller (polinom yanıt yüzey, radyal tabanlı fonksiyonlar ve Kriging) oluşturulmuştur. Oluşturulan vekil modeller kullanılarak, firtree bağlantısının optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Gerilmeler için 3 vekil model tipi de kullanılırken, bağlantı kütlesi için sadece polinom yanıt yüzey kullanılmıştır. Her bir vekil model tipi için ayrı olmak üzere, 3 adet optimum aday geometrisi belirlenmiştir. Son olarak, elde edilen optimum aday geometriler için sonlu elemanlar analizi yapılarak, vekil modeller ile elde edilen optimizasyon sonuçlarının doğrulaması gerçekleştirilmiştir.

Çalışmanın ilerleyen aşamalarında tasarım değişkeni sayısı 11'e çıkarılmış ve probleme dahil edilen yeni tasarım değişkenlerinin optimizasyon sonuçlarını iyileştirdiği gözlenmiştir. Bunlara ek olarak, zirve gerilme değerlerini azaltmak için tek radyuslu olan eğrisel geçişler spline eğrileri ile tekrar yapılmış ve spline eğrilerinin kontrol noktalarının optimizasyonu gerçekleştirilmiş ve zirve gerilmelerin oldukça azaltılabildiği (yaklaşık %9-14 arası) gözlenmiştir. Zirve gerilmelerdeki bu azalmaların parçanın yorulma ömrünü ciddi bir şekilde arttıracağı tahmin edilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Blade-disk firtree bağlantısı; Yapısal tasarım; Optimizasyon; Vekil model.

Proje Çıktıları: