fe-safe

유한 요소 모델의 내구성 해석 소프트웨어

fe-safe/TURBOlife

작동 온도 상승은 내구성을 어떻게 줄입니까? 고장의원인은 크리프, 피로, 크리프-피로 상호 작용 중 무엇입니까? fe-safe/TURBOlife에 해답이 있습니다.

fe-safe/TURBOlife는 강력하고 고유한 종합 크리프-피로 해석 소프트웨어 제품군입니다. fe-safe/TURBOlife의 크리프-피로 알고리즘은 원자력 발전소 부품, 발전소 보일러, 가스 터빈 블레이드, 증기 터빈 부품에 성공적으로 적용되었습니다. 자동차 배기 부품 및 터보차저 임펠러의 크리프 및 크리프 피로 상호 작용이 일반적인 파워트레인 산업에서는 fe-safe/TURBOlife가 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

fe-safe/TURBOlife:

  • 크리프 및 피로 조건으로 야기되는 복잡한 상호 작용 손상 메커니즘을 고려
  • 피로 손상의 주요 요인이 피로, 크리프 또는 크리프-피로 상호 작용 중 어떤 것인지 구분
  • 크리프 피로 상호 작용 또는 변형 범위 분할에 기반한 연성 배기를 통해 손상을 계산
    개요 정보

    fe-safe/TURBOlife를 사용하면 피로 및/또는 크리프가 주요 손상 메커니즘인지 여부를 구분하여 재설계를 통해 연관 손상 메커니즘에 집중하고 사용전 부품 테스트를 크게 줄일 수 있습니다.

    fe-safe/TURBOlife는 탄성 유한 요소 해석 및 광범위한 재질 데이터를 바탕으로, 크리프로 인한 응력 완화를 포함한 복잡한 응력-변형 히스테리시스 루프를 작성합니다. 이러한 방법으로 부품별 작동 내역 및 주기 순서를 종합적으로 고려합니다.

    fe-safe/TURBOlife 크리프-피로 방법론은 25년 전 영국과 미국에서 개발된 연성 배기 개념 및 변형 범위 분할을 바탕으로 합니다. 이러한 방법은 원자력 및 화석 연료 발전 산업에서 발전소 보일러와 가스 터빈의 신규 설계 및 지속적인 모니터링에 널리 사용되고 있습니다.

    fe-safe/TURBOlife가 계산하는 항목:

    • 피로 균열의 발생 위치
    • 피로 균열의 발생 시점
    • 크리프 메커니즘이 피로 수명에 미칠 영향
    • 작동 응력에 대한 안전 계수 - 신속한 최적화를 위해
    • 피로 손상 메커니즘 및 크리프 손상 메커니즘이 상호 작용하여 부품 수명을 크게 단축시킬 수 있는 고온 환경의 부품 내구성
    • 피로 손상의 주요 요인이 피로, 크리프 또는 크리프-피로 상호 작용 중 어떤 것인지 구분

    fe-safe/TURBOlife는 fe-safe의 복잡한 부하 이력, 다축 피로, 기타 고급 기능의 효과를 포함할 수 있게 해주는 fe-safe의 애드온 모듈입니다.

    기능
    • 피로 손상 메커니즘 및 크리프 손상 메커니즘이 상호 작용하여 부품 수명을 크게 단축시킬 수 있는 고온 환경에서 부품의 내구성을 계산
    • 필요한 온도 효과를 고려하고 크리프 및 피로 손상의 수준, 균열 가능성을 파악
    • 탄성 유한 요소 해석 및 광범위한 재질 데이터를 바탕으로, 크리프로 인한 응력 완화를 포함한 복잡한 응력-변형 히스테리시스 루프를 작성 이러한 방법으로 부품별 작동 내역 및 주기 순서를 종합적으로 고려
    • 피로 및/또는 크리프가 주요 손상 메커니즘인지 여부를 구분하여 재설계를 통해 연관 손상 메커니즘에 집중하고 사용전 부품 테스트를 크게 줄일 수 있음
    • 수명 윤곽 및 응력 안전 계수 관점에서 종합적인 그래픽 데이터를 통해 주요 영역을 간편하게 파악
    • 재질 데이터 준비에 관한 종합적인 온라인 도움말과 정보 포함
    • FEA 소프트웨어를 통한 직접 가져오기 및 손쉬운 데이터 조작
    이점
    • 고온에서의 크리프 변형, 크리프 피로 손상, 재질 속성 변화를 바탕으로 한 복잡한 해석을 통해 정확한 피로 수명 예측 가능
    • 크리프 피로 상호 작용 또는 변형 범위 분할에 기반한 연성 배기를 통해 손상 계산
    • 피로 결함의 주요 원인이 피로, 크리프, 크리프-피로 연관 중에 무엇인지 쉽게 파악할 수 있음
    • 배우기 쉽고 사용이 간편
    • 광범위하게 사용되는 재질 데이터를 사용
    • 설계의 신속한 최적화, 개발 시간 단축, 재질 비용 절감, 컴퓨터에서 최종 설계 확인, 테스트 일정을 처음부터 제대로 통과할 수 있다는 확신 제공
    • 경험 많은 피로 해석 및 평가 엔지니어, 광범위한 재질 테스트 연구소(AMEC Foster Wheeler)의 지원
    적용 분야
    • 가스 터빈 블레이드
      • 최대 작동 온도를 제한하는 내부 냉각 채널을 포함한 복잡한 설계
      • 가스 터빈 블레이드를 평가할 때는 매우 보수적인 설계 규칙을 사용하여 과도한 설계 및 재질의 과다 사용으로 이어지는 경우가 많습니다.
      • 실제 작동 주기와 fe-safe/TURBOlife를 사용하면 매우 사실적인 수명을 예측함으로써 설계 최적화와 수명 연장 효과를 얻을 수 있습니다.

     

    • 압축기 휠
      • 알루미늄 합금 압축기 휠은 온도 상승 시 크리프 팽창으로 인한 케이스 마찰 또는 주기적인 크리프 피로 손상의 누적으로 인한 파손으로 고장나는 경우가 많습니다.
      • 궁극적인 고장 메커니즘은 가변 하중 크리프 조건에서 파괴적 테스트를 실행하여 결정되었습니다.
      • fe-safe/TURBOlife를 사용한 테스트 조건 해석은 크리프 피로 고장의 가능성이 매우 낮고, 계산된 크리프 팽창과 측정값의 상호 연관성이 높다는 점을 확인시켜주었습니다.
      • fe-safe/TURBOlife를 통해 고장의 원인이 크리프 피로 주기가 아닌 크리프 팽창인 것으로 확인되면서 설계자들은 컴프레서 휠의 수명을 가장 효과적으로 연장하는 방법에 집중할 수 있게 되었습니다.