Long-term strength determination for cooled blades made of monocrystalline superalloys

Getsov, L. B.; Семенов, А. С.; Besschetnov, V. A.; Grishchenko, A. I.; Semenov, S. G.

doi:10.1134/s0040601517040048

Cited by 4 publications

(4 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Интегрирование (9) с учетом (8), (20) дает следующее выражение для осевых деформаций в случае 0 D  :…”

Section: модели отдельных фаз монокристаллического материалаunclassified

“…Возрастающие требования к надежности и экономичности, а также высокая стоимость экспериментальных исследований и натурных испытаний приводят к необходимости численного моделирования процессов деформирования и разрушения ответственных элементов газотурбинных двигателей (ГТД) и установок (ГТУ) [7][8][9].…”

Section: Introductionunclassified

“…На данный момент существует достаточно большое количество микромеханических [6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24] и феноменологических [6; 14; 15; 25-27] моделей неупругого деформирования, однако модели, учитывающие наличие γ-и γ'-фаз и изменение соотношения их объемов при высокотемпературной ползучести, находятся на стадии разработки [1; 28-30].…”

Section: Introductionunclassified

See 2 more Smart Citations

Modeling of the elastoplastic deformation process of single crystal superalloys

Grishchenko

Семенов

2022

PNRPU Mechanics Bulletin

View full text Add to dashboard Cite

The aim of the research is the development and verification of a micromechanically motivated model of elastoplastic deformation of two-phase single-crystal nickel-based alloys, predicting behavior under high-temperature thermomechanical actionswith taking into account the presence of γ and γ' phases. The model is relevant for computations of the stress-strain state of cooled single crystal blades of gas turbine units. The constitutive equations for each of the phases took into account the anisotropy of elastic and plastic properties, the presence of octahedral slip systems, features of the cubic system, and various hardening mechanisms, including kinematic, isotropic and latent ones. The identification of the elastic and plastic constants of the material for the γ and γ 'phases was carried out on the basis of the known stress-strain curves for each phase. The determination of the effective properties and deformation diagrams of a two-phase single-crystal alloy, taking into account the presence of γ-γ'phases, was carried out both on the basis of finite element homogenization for the representative volume element, and using the simplest rheological (structural) models of the material, considering serial and parallel connection of phases. The dependences of the elastoplastic properties of two-phase single-crystal nickel-based alloys on the volume fraction of the γ'phase are determined by computational experiments and analytical estimates. In order to determine the optimal strategy for solving the class of problems under consideration, multivariant computational experiments were carried out for various types of boundary conditions of the homogenization problem, the number of periodicity cells, forms of inclusion of the γ'phase, volume fractions of the γ' phase, types of hardening, variants of rheological models and appropriate recommendations were given. The simulation results using the proposed two-level microstructural model of the material demonstrate a good agreement with the experimental data for the single-crystal superalloy CMSX-4.

show abstract

“…Интегрирование (9) с учетом (8), (20) дает следующее выражение для осевых деформаций в случае 0 D  :…”

Section: модели отдельных фаз монокристаллического материалаunclassified

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Modeling of the elastoplastic deformation process of single crystal superalloys

Grishchenko

Семенов

2022

PNRPU Mechanics Bulletin

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Целью указанных испытаний является определение неупругих характери-стик анизотропного материала, которые являются основой для выполнения конечно-элементного (КЭ) расчета напряженно-деформированного состояния и оценки прочности и долговечности лопаток [13,14].…”

Section: Introductionunclassified

Modeling of the Cross-Section Ovality of Single Crystal Nickel-Based Superalloy Samples Under Tension

2017

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

Семенов А.С., Беляев М.О., Грищенко А.И. Моделирование процесса возникновения овальности поперечного сече-ния образцов из монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов при растяжении // Вестник Пермского нацио-нального исследовательского политехнического университета. Механика. Рассматривается задача об одноосном растяжении цилиндрического тела из монокристаллического материала, обладающего кубической симметрией. Одним из характерных внешних проявлений анизотропии механических свойств материа-ла является потеря начальной круговой формы поперечного сечения цилиндриче-ского образца при растяжении или сжатии в условиях несоосности оси образца с осями анизотропии материала.Задача решается в упругой, упругопластической и упруговязкопластической по-становках. При решении краевых задач используются как аналитические, так и чис-ленные (трехмерное конечно-элементное моделирование) методы. Для оценки из-менения формы сечения вводится безразмерный параметр овальности как отноше-ние разности наибольшего и наименьшего диаметров к наименьшему. Производится сравнение результатов расчета с данными эксперимента на высокотемпературную ползучесть жаропрочного монокристаллического сплава на никелевой основе ВЖМ4. Исследуется влияние отклонения ориентации оси образца от осей анизотропии на форму поперечного сечения под нагрузкой и после ее удаления. При решении неуп-ругих задач используются как микромеханические (кристаллографические) модели, так и феноменологические модели и производится сравнение полученных результа-тов. Решение задачи в упругопластической постановке с учетом геометрической нелинейности позволяет описать эволюцию процесса образования шейки, которая для анизотропных материалов может быть неосесимметричной.Полученные результаты указывают на необходимость модификации методов из-мерений при выполнении механических испытаний анизотропных материалов на одно-осное растяжение, связанных с регистрацией изменения размера поперечного сечения в целях определения осевой деформации. При идентификации параметров материала овальность может быть использована для оценки осевой деформации, а также для компенсации недостающей информации о кристаллографической ориентации образца. © ПНИПУ Ключевые слова:монокристаллические сплавы на никелевой основе, механические свойства, анизотропия, кубическая симметрия, упругость, пластичность, ползучесть, одноосное растяжение, овальность сечения, конечно-элементное моделирование.  Семенов Артем

show abstract