Meervoudige modellen van Single Crystal Superlegeringen voor Gas Turbine Blades Gas turbines worden uitgebreid gebruikt voor de opwekking van energie en voor de voortstuwing van luchtvaartuigen en schepen.Hun meest zwaar geladen onderdelen, de turbinerotorbladen, worden vervaardigd van enkelvoudige kristallen nikkelbase-superlegeringen.Het hoge temperatuurgedrag van deze materialen wordt toegeschreven aan de twee-fase samengestelde microstructuur bestaande uit een g-matrix (Ni) met een grote volumefractie van g&rond-35;39;- deeltjes (Ni3Al).Tijdens het gebruik ontwikkelen de oorspronkelijk kuboïdale neerslag zich tot verlengde platen door een diffusieproces genaamd rafting.In dit werk wordt een micro-mechanisch constitutief kader ontwikkeld dat specifiek de microscopische morfologie en de evolutie ervan weergeeft.In de voorgestelde multiscale benadering, de macroscopische lengteschaal karakteriseert het technische niveau waarop een eindige element (FE) berekening gewoonlijk wordt toegepast.De mesoscopische lengteschaal vertegenwoordigt het niveau van de microstructuur toegeschreven aan een macroscopisch materiaalpunt.Op deze lengteschaal wordt het materiaal beschouwd als een verbinding van twee verschillende fasen, die een toegewijd ontworpen eenheidscel omvat.De microscopische lengteschaal weerspiegelt het kristallografisch niveau van de afzonderlijke materiaalfasen.Het constitutioneel gedrag van deze fasen wordt op dit niveau gedefinieerd.De voorgestelde eenheidscel bevat speciale interfaceregio's, waarin wordt aangenomen dat de plastische spanningsgradiënten geconcentreerd zijn.In deze interfaceregio's ontwikkelen zich spanningsgradiënt die de rugspanningen veroorzaakt, evenals spanningen die afkomstig zijn van het rooster verkeerd tussen de twee fasen.De beperkte omvang van de eenheidscel en de micromechanische vereenvoudigingen maken het kader bijzonder efficiënt in een multipele benadering.De unit cel respons wordt numeriek op een materiaalpuntniveau bepaald binnen een macroscopische FE-code, die rekenkundig veel efficiënter is dan een gedetailleerde FE-gebaseerde eenheid-cel discretisatie.Het constitutioneel gedrag van de matrixfase wordt gesimuleerd door gebruik te maken van een niet-lokaal type kristalplasticiteitsmodel.In dit model beïnvloeden niet-uniforme verdelingen van geometrisch noodzakelijke dislocaties (GND's), veroorzaakt door stamgradiënten in de raakvlakken, het verhardingsgedrag.Verder bevat de verhardingswet een drempelterm die verband houdt met de Orowan stress.Voor de neerslag worden in het model de mechanismen voor het snoeien en het herstel van neerslag iv Samenvattende klim opgenomen.Daarnaast wordt het typische afwijkend rendementsgedrag van Ni3Al-intermetallica en andere niet-Schmid-effecten geïmplementeerd en wordt aangetoond dat deze effecten op de supergelegeerde mechanische respons effect hebben.Vervolgens wordt een schademodel voorgesteld dat de tijd-afhankelijke en cyclische schade integreert in een algemeen toepasselijke regel inzake geleidelijke schade.Een criterium dat gebaseerd is op de Orowan-belasting wordt ingevoerd om het omkeren van de slip op microscopisch niveau op te sporen en de accumulatie van de cyclische schade wordt gekwantificeerd met behulp van het immobilisatiesysteem van de dislocatie.Bovendien wordt de interactie tussen cyclische en tijdafhankelijke schadeaccumulatie in het model opgenomen.Simulaties voor een breed scala van beladingsomstandigheden tonen een adequate overeenstemming met de experimentele resultaten.De rafting- en ruwering processen worden gemodelleerd door het definiëren van evolutie vergelijkingen voor verschillende van de microstructuur dimensies.Deze vergelijkingen komen overeen met een vermindering van de interne energie, die vaak wordt beschouwd als de drijvende kracht voor het afbraakproces.De mechanische respons van het afgebroken materiaal wordt gesimuleerd en er wordt voldoende overeenstemming gevonden met experimentele waargenomen trends.Tot slot wordt de multiscale capaciteit aangetoond door het model toe te passen in een gas turbine blade eindige element analyse.Dit toont aan dat veranderingen in microstructuur de mechanische respons van de gasturbinecomponenten aanzienlijk beïnvloeden.