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고압터빈 노즐에서 입구온도분포와 장착조건에 따른 저주기 피로 수명 영향에 대한 연구

A Study on Variations of the Low Cycle Fatigue Life of a High Pressure Turbine Nozzle Caused by Inlet Temperature Profiles and Installation Conditions

  • 허재성 (한국항공우주연구원 항공엔진연구단) ;
  • 강영석 (한국항공우주연구원 항공엔진연구단) ;
  • 이동호 (한국항공우주연구원 항공엔진연구단) ;
  • 서도영 (부산대학교 항공우주공학과)
  • Huh, Jae Sung (Aero-propulsion Research Office, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Kang, Young Seok (Aero-propulsion Research Office, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Rhee, Dong Ho (Aero-propulsion Research Office, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Seo, Do Young (School of Mechanical and Aerospace Engineering, Pusan Nat’l Univ.)
  • 투고 : 2015.05.14
  • 심사 : 2015.09.05
  • 발행 : 2015.11.01

초록

항공기 및 엔진의 성능 극대화와 운용 유지비 최소화로 인하여 고압터빈 구성품은 점점 더 가혹한 환경에서 장시간 운용을 요구 받고 있다. 이를 해결하기 위해 냉각 극대화, 재료의 고급화, 코팅 기술 적용 등과 함께 재료 모델링, 유한요소해석, 통계적 기법 등의 수치적 해석 방법이 광범위하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료의 1 단 고압터빈 노즐의 운용 환경인 터빈 노즐 입구온도분포와 장착조건의 변화에 따른 노즐의 구조 건전성을 저주기 피로 수명을 통해 평가하고 가장 유리한 조건을 모색하고자 한다. 이를 위해 냉각 설계에 의한 노즐의 금속 온도 분포는 복합 열전달 해석을 통해 얻으며, 이를 근거로 탄소성 해석을 수행하고 그 결과를 기초로 저주기 피로 수명을 평가하였다.

키워드

고압터빈 노즐;일방향 응고 재료;터빈 입구온도 분포;장착 조건;저주기 피로 수명;임계 평면법

과제정보

연구 과제번호 : 중소형 항공기용 터보팬 엔진의 고압터빈 냉각 설계기술 개발 및 시험평가 기술 구축

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피인용 문헌

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