目的以C/C復(fù)合材料為基體,設(shè)計(jì)ZrB₂-SiC功能梯度材料。方法利用Ansys軟件對(duì)等離子噴涂ZrB₂-SiC功能梯度涂層在沉積過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬,分析成分分布指數(shù)p和梯度層厚度t對(duì)梯度涂層殘余應(yīng)力的影響;并通過(guò)基于懸臂梁理論的熱應(yīng)力解析,計(jì)算與基體接觸的涂層在涂層與基體厚度比λ不同時(shí)的殘余應(yīng)力值。結(jié)果模擬分析結(jié)果表明,在涂層與基體的界面,梯度層的厚度對(duì)軸向壓應(yīng)力影響不大,徑向壓應(yīng)力和切向應(yīng)力均隨厚度的增加而增大,在邊緣區(qū)域應(yīng)力集中較為嚴(yán)重,易產(chǎn)生層間破壞;純ZrB₂層為表面層,其應(yīng)力主要為徑向壓應(yīng)力,且沿徑向逐漸減小至0,到邊緣處又突變?yōu)槔瓚?yīng)力,并隨p的增大而減小。對(duì)比解析法分析可得兩者計(jì)算的與基體接觸的涂層內(nèi)部的殘余應(yīng)力隨λ的增大都是逐漸降低的,這符合涂層內(nèi)部的應(yīng)力分布原理。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì),獲得功能梯度材料在各梯度層厚度d為0.1⁰.2 mm,成分梯度指數(shù)為4時(shí)的熱應(yīng)力變化緩和效果較好。結(jié)論基于懸臂梁理論的解析解可以很好地評(píng)估熱應(yīng)力,并驗(yàn)證了該模擬的正確性。 

【文章來(lái)源】：表面技術(shù). 2016,45(12)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3631562