2016-12-01  –  2020-09-30

224.965,99 EUR

Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM), Freiburg im Breisgau, Baden-Württemberg

03ET7091G

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]

01172231/1  –  ECOFLEX-Turbo

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Ziel des aktuellen Vorhabens ist die Entwicklung eines werkstoffmechanisch basierten Models für die Bewertung der Rissinitiierung an fertigungsbedingten Schmiedefehlern in Rotorstählen unter zyklischer Belastung. Damit soll eine verbesserte Lebensdauerprognose für Gasturbinen (GT)-Rotorkomponenten erreicht werden, indem neben der Rissausbreitungsphase explizit die Zeit bis zur Rissentstehung aus fertigungsbedingten Fehlern berücksichtigt wird. Das Vorhaben besteht zum einen aus experimentellen Untersuchungen, in deren Rahmen so-wohl eine Grundcharakterisierung des fehlerfreien Werkstoffs als auch LCF-Versuche an feh-lerbehafteten Proben bis zu einer detektierbaren Anrissbildung bzw. bis zum Bruch erfolgen. Zum anderen wird auf der Basis von werkstoffmechanischen Modellen, die sowohl das zyklische Verformungsverhalten als auch die daraus resultierende Schädigungsentwicklung berück-sichtigen, ein numerisches Simulationsverfahren zur Ermittlung von Lastwechselzahlen bis zur Anrissbildung entwickelt. Die erzielten Ergebnisse sollen eine rechnerische Ableitung von Aus-legungskurven (z.B. Wöhlerlinien), die dem jeweiligen Werkstoff sowie dem Fehlerzustand Rechnung tragen, ermöglichen. Zur Übertragung von gewonnenen Erkenntnissen auf andere Werkstoffe, Fehlerzustände sowie Bauteile sollen Zusammenhänge zwischen den aus Parame-tern des Fehlerfelds abgeleiteten Größen (z.B. Kreisscheibenreflektor KSR, wahre Fehlergröße TFS) und entsprechenden Abschlagfaktoren für eine jeweilige Auslegungskurve hergeleitet werden