Détermination des paramètres de la mécanique de fracture des éléments de constructions à la fissure superficielle sous l’action des charges thermomécaniques

 

Katarina Maksimović

Dragi Stamenković

Mirko Maksimović

Ivana Vasović

 

 

Les éléments de constructions telle turbine des moteurs d’avion sont les éléments structuraux importants. Ils fonctionnent à hautes températures et dans les conditions complexes d’ambiance comme oxydation, corrosion et humidité. Au cours de l’exploitation de la turbine à cause de hautes tensions se produisent les endommagements initiaux telles les fissures qui grandissent. Ces conditions peuvent causer la fracture des composantes rotatives. Il existe plusieurs formes de fracture chez la turbine liées à ces composantes principales – rotor, disque ou aubes. Les disques et les aubes chez la turbine du moteur d’avion sont sensibles aux conditions d’ambiance qui favorisent les endommagements initiaux. Si la fissure non découverte existe longtemps pendant l’exploitation elle peut croître au-delà de la valeur critique et causer la fracture effective. Pour cela il est essentiel de définir la valeur critique de la longueur de fissure et de la contrôler pendant l’examen de service régulier pour éviter les fractures catastrophiques. Les modèles des éléments finis à trois dimensions y compris les éléments finis spéciaux et singuliers on été utilisés pour modeler le disque sur la portion de l’aube avec liage. Par la méthode des éléments finis il est possible de déterminer la zone critique sous l’aspect de l’apparition des fissures initiales ainsi que le processus de la croissance. Le facteur de l’intensité de charge (FIC) est le paramètre basique pour les analyses de la résistance sous l’aspect de la mécanique de fracture . Pour la détermination correcte de FIC on a appliqué la méthode J - intégral avec la méthode des éléments finis y compris les éléments singuliers finis et spécifiques autour du sommet de la fissure. L’avantage principale de la méthode J - intégral est son indépendance de la trajectoire autour du sommet de la fissure.

Mots clés: moteur d’avion, turbine, fissure superficielle, mécanique de fracture, charge thermodynamique, méthode des éléments finis