Projektbeschreibung
Titanaluminid-Werkstoffe für Turbinenschaufeln im Test
Titanaluminid (TiAl) birgt das Potenzial, Superlegierungen auf Nickelbasis in Flugzeugturbinen zu ersetzen, da es ein geringes Gewicht und gute mechanische und oxidative Eigenschaften verspricht. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts PANTHER wird die Widerstandsfähigkeit von TiAl-Turbinenschaufeln bei hohen Dehnungsgeschwindigkeiten, hohen Temperaturen und unterschiedlicher Mehrachsigkeit des Spannungszustandes untersucht. Ein kombinierter Ansatz aus numerischen Simulationen und Experimenten wird dazu beitragen, ein zuverlässiges dynamisches Modell zur Vorhersage des Materialverhaltens und des Versagens zu erstellen. Die vorgeschlagene Methodik könnte außerdem, zur Charakterisierung der Dynamik anderer Materialien in Hochtemperaturumgebungen, wie z. B. in Automotoren, verwendet werden.
Ziel
The work presented in this proposal will help the topic leader to evaluate the ability of an innovating TiAl material to replace nickel-based super-alloys for low-pressure turbine application. The PANTHER project will focus on the investigation of the resistance of TiAl alloy under high strain rate, high temperature and different stress triaxiality levels. A combined approach between numerical simulations and original experiments will help creating a reliable transient dynamics material model for behaviour and failure. An upstream methodology will be applied, aiming at testing the material from a microscopic scale to a structure scale. The work will begin by numerical simulation of a blade-off in order to evaluate the important parameters to take into consideration in the model. The results of this preliminary study will drive the experimental conditions for the material testing on Split Hopkinson Bar apparatus. A first couple of parameters will be fitted thanks to this first test campaign. The study will go on with simplified impact testing (two impact configuration) with highly instrumented targets. These tests will reveal the behaviour and failure mode of the TiAl under dynamic conditions. Numerical simulations of these experiments will be performed and material model parameters will be adjusted to correlate simulation results to experimental ones. The goal of the last testing campaign (three impact configurations) is to reproduce the real events that can occur during the life operation of an engine turbine. A last batch of numerical simulation will allow to confirm the ability of the established material model to accurately predict such complex events. The call is in THIOT’s core business and strategy. With the PANTHER project, THIOT is submitting an innovating proposal that will maintain the European industry at the cutting edge of the turbine design.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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RIA - Research and Innovation actionKoordinator
46130 Puybrun
Frankreich
Die Organisation definierte sich zum Zeitpunkt der Unterzeichnung der Finanzhilfevereinbarung selbst als KMU (Kleine und mittlere Unternehmen).