LCF-Analyse für Schweißnähte im GT-Abgasbereich auf Basis einer kalibrierten transienten thermischen Analyse
Ziel des Projekts war die Bewertung des Ermüdungsverhaltens von Schweißnähten im Abgasbereich sowie die Untersuchung der bei Inspektionen festgestellten Ursachen der Rissbildung. Ein 1D-Thermo-Fluid-Simulationsmodell wurde auf Basis von Testdaten (Metall- und Fluidtemperaturen, Massenströme, Drehzahl) aufgebaut und kalibriert. Die parametrische Optimierung mit optiSLang identifizierte Schlüsselfaktoren wie den Wärmeübergangskoeffizienten der Kühlung und den thermischen Kontaktwiderstand. Das validierte Modell diente zur Lebensdauerabschätzung und zur verbesserten Durchführung von LCF-Nachweisen.
- Auswertung von Messdaten (Fluid- und Metalltemperaturen, Massenstrom, Leistung, Drehzahl etc.)
- Aufbau eines parametrischen Modells mit 1D-Strömungsnetzwerk, Strahlung, Dämmung und Messwertvorgaben
- Definition der Probenpositionen in Abstimmung mit Thermoelement-Messpunkten
- Festlegung relevanter Parameter (Wärmeübergangszahlen der Kühlluft, thermischer Kontaktwiderstand,…)
- Durchführung eines Design of Experiments (DoE), Meta-Modellerstellung und Optimierung mittels Latin-Hypercube-Sampling
- Identifikation optimaler Parameter und Validierung über Simulation
- Vergleich der Ergebnisse mit Messdaten (transiente Temperaturabweichung < 10 K über den relevanten Zeitraum)
- LCF-Analyse mit kalibrierten Randbedingungen
- Verwendete Tools: optiSLang, Ansys
Fabrika Brendov