Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

FEM fracture modeling on the example of aircraft engine compressor blade

Patryk Dzienis

Abstract

Thesis contains basic knowledge of fracture mechanics – essential theories and parameters needed to describe a crack. Afterwards, main FEM issues were presented pointing the ones which are very helpful in fracture modeling. Numerical models were validated comparing FEM results for some problems to those given by theoretical formulae. The cases studied were: compact tension test (2D case) and extension of the elliptical crack (3D case). Calculations were made in ANSYS modules: Mechanical APDL and Workbench. In the first case two methods were used: the one using single model and another using submodeling technique. The other one includes two special tools for fracture mechanics – Crack and Pre-Meshed Crack. In the next step, all these methods were used for fracture modeling in aircraft engine SO-3W compressor blade. Afterwards, fracture expansion simulation was done by the calculations for following cracks of increasing size.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Patryk Dzienis (FPAE) Patryk Dzienis,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Modelowanie zjawiska pękania przy użyciu metody elementów skończonych na przykładzie łopkatki sprężarki silnika lotniczego
Supervisor
Piotr Marek (FPAE/IAAM) Piotr Marek,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
67
Internal identifier
MEL; PD-3543
Reviewers
Tomasz Zagrajek (FPAE/IAAM) Tomasz Zagrajek,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Piotr Marek (FPAE/IAAM) Piotr Marek,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
mechanika pękania, pękanie, metoda elementów skończonych, łopatka, wytrzymałość materiałów, ANSYS
Keywords in English
fracture mechanics, fracture, finite element method, blade, strength of materials, ANSYS
Abstract in Polish
W pracy zawarto podstawy teoretyczne mechaniki pękania – podstawowe teorie oraz parametry opisujące pęknięcie. Następnie przedstawiono główne zagadnienia dotyczące metody elementów skończonych (MES), z wyszczególnieniem tych, które są szczególnie przydatne przy modelowaniu numerycznym zjawiska pękania. Poprawność działania modeli numerycznych zweryfikowano przeprowadzając obliczenia w programie ANSYS dla prostych przypadków geometrii i obciążenia, dla których znane jest rozwiązanie analityczne. Były to przypadki rozciągania próbki typu compact (zadanie dwuwymiarowe) oraz próbki ze szczeliną eliptyczną, umieszczoną wewnątrz materiału (zadanie trójwymiarowe). Obliczenia prowadzono w dwóch modułach systemu ANSYS: Mechanical APDL oraz Workbench. W pierwszym z nich użyto pojedynczego modelu jak również skorzystano z metody submodelingu. W drugim zaś skorzystano z gotowych narzędzi: Crack oraz Pre-Meshed Crack. Następnie przeprowadzono modelowanie pęknięcia w łopatkce sprężarki silnika lotniczego SO-3W wykorzystując wcześniej poznane metody. W dalszej części pracy zasymulowano proces propagacji pęknięcia, poprzez dokonanie obliczeń dla szczelin o coraz większych rozmiarach.
File
  • File: 1
    Praca inzynierska Patryk Dzienis v2.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9157

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT8cffa734826340d5a717cf4b3c047d65/
URN
urn:pw-repo:WUT8cffa734826340d5a717cf4b3c047d65

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page