Eine große Sicherheitsfrage im zivilen Luftfahrtbereich ist der Verlust einer Schaufel eines Strahltriebwerks während des normalen Betriebs, entweder verursacht durch einen Zusammenstoß mit einem Vogel oder aufgrund begrenzter Betriebsfestigkeit. Die Abschätzung der Betriebsfestigkeit der Unterstützungsstrukturen, wie zum Beispiel der Lager oder der Zwischenverbindung in einem Flugzeugtriebwerk, während des Freidrehens, hat essentielle Bedeutung für den sicheren Nach-Hause-Flug. Unter Freidrehen ist die Rotation eines nicht betriebenen Motors aufgrund der durch die Luftströmung auf die Schaufeln ausgeübten Kräfte zu verstehen, die durch die Vorwärtsbewegung des Flugzeuges entstehen. Die nicht ausgewuchtete Rotation während des Freidrehens nach dem Absprengen einer Schaufel (Fan Blade Off - FBO) ruft unvermeidlich Vibrationsbeanspruchungen transienter Art hervor, die zu einer kürzeren Lebensdauer der Unterstützungsstrukturen führen. Die wiederholten unausgeglichenen Beanspruchungen oberhalb des elastischen Limits der Struktur können eine Akkumulation plastischer Verformungen hervorrufen, die die kritische Verformungsgrenze der Struktur überschreiten können. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit dem schrittweisen Verformungsverhalten (ratcheting) unter Low Cycle Fatigue der Lagerunterstützungsstrukturen während des Freidrehens nach Absprengen einer Schaufel in einem Flugzeugtriebwerk. Wenn die akkumulierte plastische Dehnung das kritische Verformungslimit der Lagerstruktur überschreitet, kommt es zu schrittweisen Deformationsschäden (Ratcheting Fatigue Failure).
A major safety concern in commercial civil aviation is losing a fan blade from jet engine during its normal operation either due to bird strike or limited fatigue. The assessment of fatigue strength of the support structures like bearing and intermediate connection in aero engine during windmilling has become an essential requirement for safe-fly-home situation. Windmilling is the rotation of a non-operating engine due to the airflow induced forces on the blades caused by the forward motion of the aircraft. The imbalanced rotation during windmilling post fan blade off (FBO) creates unavoidable vibratory loads in transient nature which leads to shorter fatigue life of the support structures. Since the repeated imbalance loads beyond elastic limit of the structure can cause the accumulation of plastic deformation, which exceeds the critical strain limit of the structure. This article deals with the ratcheting behavior (low cycle fatigue) of bearing support structures during windmilling post FBO in aero engine. When the accumulated plastic strain exceeds the critical strain limit of the bearing structure, then it experiences ratcheting fatigue failure.
Ratcheting behavior of bearing support structures during windmilling in aero engines
Schrittweise Deformation von Lagerunterstützungsstrukturen während des Freidrehens von Flugzeugtriebwerken
MP Materials Testing ; 57 , 2 ; 149-154
2015
6 Seiten, Bilder, 4 Quellen
Article (Journal)
English
Modelling and Analysis of Turbofan Engines Under Windmilling Conditions
Online Contents | 2013
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