Residual stress in turbine disk materials, effect of low cycle fatigue

Résumé
Les disques de turbo-réacteur fonctionnent à haute température et chargements élevés. Ils sont soumis à des déformations thermiques et mécaniques. Les contraintes résiduelles de compression sont introduites en surface par grenaillage. Durant le service, les contraintes appliquées sont réduite jusqu'à zéro ou passent en tension, cela est causé par la fatigue oligocyclique. La base de données FMA des contraintes résiduelles dans les disques en fonction du nombre de cycles, mise en place par FMA-PROTO, a montré une tendance linéaire. La pente de la droite dépend de la sévérité des conditions de fatigue et de service cumulés. Les courbes de Wöhler obtenues en flexion rotative ont montré une augmentation de la durée de vie pour les échantillons grenaillés pour les chargements appliqués faibles et aucun bénéfice pour les chargements appliqués élevés,

Abstract
Aircraft turbine engine disks operate at high cyclic loads. Thermal strain and mechanical strain are applied. Compressive residual stresses are introduced to the surface by shot peening. Applied stresses, when they accumulate cycles above yield will gradually cause the surface compressive residual stress to be reduced until the surface becomes residually stressed to zero or in tension. The FMA database of disk residual stress measurements versus cycles accumulated by PROTO-FMA on turbine disks has shown a general linear trend. The slope of the linear fit depends on the severity of the cumulative service conditions. The S/N curves obtained from rotating beam testing showed extended lifetime on shot peened specimens at lower applied loads and no benefit at higher loads because of the surface condition.