Microstructure-based modelling of nickel-based honeycomb structures under rubbing

Abstract

Wabenstrukturen aus hochwarmfesten Nickelbasislegierungen kommen in Dichtungssystemen von Flugtriebwerken zum Einsatz. Die aus Effizienzgründen angestrebten geringen Dichtspalte bedingen während des Triebwerksbetriebs ein sogenanntes Anstreifen zwischen der feststehenden Wabenstruktur und der Spitze der rotierenden Turbinenschaufel. Hierbei kann es zur Schädigung der beteiligten Werkstoffe kommen. Das in dieser Arbeit entwickelte mikrostrukturbasierte Modell der Wabenstruktur bietet ein leistungsfähiges Werkzeug zur Ermittlung einer anstreifoptimierten Wabengeometrie und einer maßgeschneiderten Mikrostruktur des Wabenwerkstoffs.Honeycomb structures of high-temperature nickel-based alloys are used in sealing systems of gas turbine engines. During engine operation, the small sealing gaps required for reasons of efficiency cause a so-called rubbing between the stationary honeycomb structure and the tip of the rotating turbine blade. This can lead to damage of the participating materials. The microstructure-based model of the honeycomb structure developed in this work provides a powerful tool to establish a rubbing-optimised honeycomb geometry and a tailor-made microstructure of the honeycomb material