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A Stochastic Reliability Model for Application in a Multidisciplinary Optimization of a Low Pressure Turbine Blade Made of Titanium Aluminide

Dresbach, Christian und Becker, Thomas und Reh, Stefan und Wischek, Janine und Zur, Sascha und Buske, Clemens und Schmidt, Thomas und Tiefers, Rüdiger (2016) A Stochastic Reliability Model for Application in a Multidisciplinary Optimization of a Low Pressure Turbine Blade Made of Titanium Aluminide. Latin American Journal of Solids and Structures (13), Seiten 2316-2332. Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. doi: 10.1590/1679-78252521. ISSN 1679-7817.

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Kurzfassung

Currently, there are a lot of research activities dealing with gamma titanium aluminide (gamma-TiAl) alloys as new materials for low pressure turbine (LPT) blades. Even though the scatter in mechanical properties of such intermetallic alloys is more distinctive as in conventional metallic alloys, stochastic investigations on gamma-TiAl alloys are very rare. For this reason, we analyzed the scatter in static and dynamic mechanical properties of the cast alloy Ti-48Al-2Cr-2Nb. It was found that this alloy shows a size effect in strength which is less pronounced than the size effect of brittle materials. A weakest-link approach is enhanced for describing a scalable size effect under multiaxial stress states and implemented in a post processing tool for reliability analysis of real components. The presented approach is a first applicable reliability model for semi-brittle materials. The developed reliability tool was integrated into a multidisciplinary optimization of the geometry of a LPT blade. Some processes of the optimization were distributed in a wide area network, so that specialized tools for each discipline could be employed. The optimization results show that it is possible to increase the aerodynamic efficiency and the structural mechanics reliability at the same time, while ensuring the blade can be manufactured in an investment casting process

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105840/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Stochastic Reliability Model for Application in a Multidisciplinary Optimization of a Low Pressure Turbine Blade Made of Titanium Aluminide
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dresbach, ChristianChristian.Dresbach (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Becker, Thomast.becker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reh, Stefanstefan.reh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wischek, Janinejanine.wischek (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zur, Saschasascha.zur (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buske, ClemensDLR AT-TURNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, Thomasthomas.schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tiefers, RüdigerACCESS e.V., AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2016
Erschienen in:Latin American Journal of Solids and Structures
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1590/1679-78252521
Seitenbereich:Seiten 2316-2332
Verlag:Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering
ISSN:1679-7817
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Size effect, weakest link, investment casting
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
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Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Institut für Antriebstechnik > Turbine
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Bauteilgestaltung und Fertigungstechnologien
Institut für Simulations- und Softwaretechnik > Verteilte Systeme und Komponentensoftware
Hinterlegt von: Dresbach, Dr. Christian
Hinterlegt am:04 Okt 2016 11:04
Letzte Änderung:27 Nov 2023 12:49

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