Hegazkinen turbina-besoen euskarri mota ezberdinen konparaketa elementu finituko analisiaren bidez

Abstract

[EU]Gaur egun, badaude turbina-besoak hegazkin baten turbinaren diskoetara atxikitzeko era desberdinak. Oso garrantzitsua da besoak turbinaren diskora ondo lotuta daudela ziurtatzea eta hegaldian zehar arazorik egongo ez dela bermatzea. Horretarako, ezinbestekoa da funtzionamenduan agertuko diren tentsioek eragindako nekea aztertzea; eta hori da hain zuzen ere proiektu honen helburu nagusia. Bi euskarri itxura desberdinen azterketa egingo da: dove-tail eta fir tree hain zuzen ere . Analisi hori Ansys deituriko software-aren bidez egingo da; konkretuki, Ansys softwarearen Workbench erreminta erabiliko da. Beraz, Elementu Finitu (EF) bidezko analisia egingo da. Lehenik eta behin, bai diskoaren baita turbina-besoaren materiala hautatuko da. Osagai hauek egiteko hainbat material ezberdin erabil daitezke, baina beharren arabera, material bat edo beste aukeratuko da. Ondoren, Interneten aurkitutako bi euskarri moten geometria definituko da. Beraz, eskuratutako planoak erabiliz, diskoaren eta turbina-besoaren kota eta dimentsioak zehaztuko dira. Behin geometria eratuta dagoela, mailaketari ekingo zaio. Eta horren ostean, funtzionamendu egoera simulatzeko beharrezko kontaktuak eta indarrak ezarriko dira. Azkenik, soluzioa lortuko da eta eskuratutako emaitzak aztertuko dira. Gainera, aztertutako bi kasuak konparatuko dira kasu bakoitzaren abantaila eta desabantailak lortzeko asmoz.

[ES]Hoy en día, existen diferentes métodos de unión entre los álabes de los discos de una turbina de un avión y los propios discos. Es una zona crítica y por ello es muy importante asegurarse de que están correctamente unidos y de que no habrá ningún tipo de problema durante el vuelo. Para eso, es imprescindible estudiar la fatiga que producen las tensiones que aparecen en esa zona. Y eso es, concretamente, el objetivo principal de este proyecto. Se va a proceder al estudio de dos formas diferentes de unión, denominadas dove-tail y fir tree. El análisis será efectuado a través del software Ansys, concretamente, a través de la herramienta llamada Workbench. Por lo tanto, se trata de un análisis de Elementos Finitos. El proyecto consiste en lo siguiente. Primero, se elegirán los materiales tanto del disco de la turbina como de los álabes. Pueden emplearse diferentes materiales para hacer estos elementos, pero dependiendo de los intereses y necesidades, se seleccionará uno u otro. Después, se definirán dos geometrías que se han encontrado en Internet. Partiendo de dichos planos, se especificarán las cotas y dimensiones de ambos elementos. Una vez lograda la geometría, se procederá al mallado, lo cual es indispensable para poder hacer un análisis de Elementos Finitos. El siguiente paso consiste en establecer los contactos y fuerzas que simulen la situación de funcionamiento teórica. Y finalmente, se obtendrá la solución del problema y se analizarán los resultados obtenidos. Además, se compararán también los resultados obtenidos para cada uno de los casos con el fin de conseguir las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

[EN]Nowadays there exist different ways of attaching blades to the turbine-disks of a plane. It is extremely important to ensure they are correctly attached and their good behaviour during the flight. Because of that, it is essential to analyse the fatigue produced by the stresses that appear on that critique zone. And that is exactly the aim of this project. Two different kind of joints will be analysed: dove-tail and fir tree. The analysis will be made using the Ansys software, specifically, using the tool called Workbench. Therefore, the analysis that will be made is a Finite Element analysis. The project consists on the following. At first, there will be chosen the materials the blades and disks are made of. As different kind of materials can be used for those components, the most convenient one will be chosen according to the needs and interests. Then, there will be defined some geometries that have been found at Internet, specifying the dimensions of both elements. Once the geometry is finished, the meshing will be done. This step is indispensable in order to do a Finite Elements analysis. After that, it is necessary to simulate the operating situation. So the contacts, joints and loads need to be specified. And finally, the solution to the problem will be obtained and the results will be analysed. Moreover, the results obtained for each of the kind of joints will be compared, which will lead to determine the benefits and disadvantages of each of them.