Optimisation de la tenue mécanique et des processus de développement et de fabrication des liaisons pales - disques de roues de turbines

par Alexis Berranger

Thèse de doctorat en Génie Mécanique, Mécanique des Matériaux

Sous la direction de Alain Daidié.

Le président du jury était Francois Hild.

Le jury était composé de Alain Daidié, Marc Dijoud, Manuel Paredes.

Les rapporteurs étaient Abdelkhalak El hami, Serge Samper.


  • Résumé

    Pour dimensionner les liaisons entre pales et disques des roues de turbines, plusieurs méthodologies sont utilisées selon qu’elles s’appliquent en pré-dimensionnement, en dimensionnement et optimisation, ou en suivi de fabrication. Dans tous les cas, elles ont pour objectif de vérifier que les fonctions des attaches pales – disques sont assurées pour la combinaison de variables d’entrée étudiée. Ce mémoire de thèse propose des modèles et des outils pour différents niveaux d’étude. Au niveau « expertise », trois sujets ont été traités : l’évaluation de la probabilité de montage des pales, le calcul de durée de vie en fluage des filets d’interpale, et l’estimation de la durée de vie en fatigue oligocyclique. Au niveau « intermédiaire », une chaîne de calcul automatisée des attaches pales – disques a été développée en s’appuyant sur les observations précédentes. Au niveau « global », des plans d’expériences lancés sur la chaîne de calcul ont permis d’obtenir une base de données exploitée pour construire des métamodèles. Ceux-ci ont été finalement intégrés dans une maquette d’outil d’aide à la décision exploitable en pré-dimensionnement et en suivi de fabrication

  • Titre traduit

    Optimization of mechanical strength and design and manufacturing processes of turbine wheels blade – disk attachments


  • Résumé

    In most turbine engines, blades are mounted on discs by mechanical attachments called "fir-tree links". These interfaces transmit loads up to 50,000 N at temperatures between 550 and 750°C. Their resistance to various stresses must be ensured throughout the engine life in service. They should also allow the blades installation and removal during the various maintenance operations. To design and size these attachments, several methodologies are used. They are characterized by various levels of relevance, time and implementation costs. In all cases, their objective is to verify that the functions of the blade – disc link will be insured for the current combination of input variables. These thesis works have sought to propose models and tools for different levels of study. At the “expertise” level, which corresponds to the detailed study of potential link failures, three subjects were treated: blade mounting probability evaluation, disc teeth creep life calculation, low cycle fatigue life assessment of the links. For the "intermediate" level, an automated calculation chain was developed based on previous observations. At the "global" level, designs of experiments launched on the previous built calculation chain have furnished a database used next to build metamodels. These surrogate models were finally integrated into a decision support tool, dedicated to early design and production monitoring. For each case, industrial applications have been processed in order to evaluate the proposed methodologies



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 05-12-2022

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2012 par INSA à Toulouse

Optimisation de la tenue mécanique et des processus de développement et de fabrication des liaisons pâles - disques de roues de turbines


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Informations

  • Sous le titre : Optimisation de la tenue mécanique et des processus de développement et de fabrication des liaisons pâles - disques de roues de turbines
  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 195-199
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