Investigation of fracture processes at high-rate erosion of materials

Abstract

Гурин, Владислав, Сергеевич. Исследование процессов разрушения при высокоскоростной эрозии материалов. Научный руководитель: к.ф.-м.н., Казаринов Никита Андреевич. Направление математика, механика, кафедра теории упругости. В представленной работе исследуется проблема высокоскоростного эрозионного разрушения авиационных сплавов твердыми частицами с использованием метода конечных элементов. Моделирование осуществляется с помощью инженерного пакета ANSYS, использующего этот метод. Работа включает в себя изучение зависимостей критических скоростей частиц от различных параметров, таких как геометрические размеры поражающей частицы, расположение контактного пятна, угол падения, свойства материала и так далее. Для изучения данного рода зависимостей ввиду динамичности процесса эрозии использовался критерий инкубационного времени разрушения. Полученные в данном исследовании результаты и зависимости позволяют не только прогнозировать характеристические параметры процессов разрушения, но и оптимизировать геометрию лопатки компрессора газо-турбинного двигателя и свойства исследуемого материала. Приведенные в данной работе зависимости полезны как для научных, так и для инженерных приложений.

Gurin, Vladislav, Sergeevich. Investigation of fracture processes at high-rate erosion of materials. Scientific supervisor: Kazarinov N.A. Faculty of Mathematics and Mechanics, Elasticity department. This work considers problem of the solid particle erosion of aircraft materials using the numerical simulation, based on finite element method. Modeling of this process has been carried out in ANSYS software. The work includes investigation of dependencies of the threshold particle velocities on various parameters such as particle dimensions, location of the contact area, impingement angle, material properties etc. To study this kind of dependencies a dynamic criterion of incubation fracture time was used. The obtained dependencies provide ability to predict characteristics of fracture processes and to optimize various geometrical compressor blade parameters and material characteristics. The obtained results are valuable both for scientific and engineering applications