Statistical Fracture Analysis of Turbine blade

터어빈 블레이드의 통계적 파괴 분석

The optimum design of turbine blade at minimized fatigue life can be derived by the statistical fatigue analysis in this study, The optimum value of positions in the axes of X and Y at turbine blade can be found by design of experiments on the condition that the value of fillet radius is fixed to minimize the fatigue life. The degree of uncertainty about process at the factors in the axes of X and Y can be calculated by six sigma analysis. The optimum value of fillet radius is determined by utilizing the robust design at uncertain condition. It is concluded that maximum von Mises stress can decreased by 20% and the fatigue life can be double.

본 연구에서는 통계적 파괴 분석으로서 turbine blade에서의 피로 수명이 최소화되는 최적 설계안을 도출하는 데에 있다. 그 방법으로서는 최소한의 피로 수명이 나오는 설계안을 위해 먼저 fillet radius를 고정한 후, 실험 계획법을 통하여 turbine blade에서의 최적의 X 와 Y 위치를 찾는다. 또한 six sigma analysis로서 X 와 Y 인자에서의 공정에 대한 불확실성을 계산한다. 그리고 robust design을 사용하여 주어진 불확실성 상태에서 최적의 fillet radius 값을 결정하여 최대의 von Mises 응력은 20%가 작아지고 피로수명이 두 배가 되는 최적의 설계를 할 수가 있었다.