發(fā)布時間：2021-12-18 20:28

　　沖蝕是航空領(lǐng)域比較常見的一種損傷形式,而彈性涂層的存在,對飛機(jī)零部件起到了較好的保護(hù)作用。沖蝕顆粒一般比較小,對彈性涂層造成的損傷不明顯,尤其是涂層的分層損傷,發(fā)生在內(nèi)部,很難被發(fā)現(xiàn)。若涂層/基體結(jié)構(gòu)已經(jīng)存在分層等損傷,持續(xù)性的沖蝕會造成涂層剝落,從而導(dǎo)致外來顆粒對基體材料造成直接的損傷,使飛機(jī)零部件的使用壽命大大降低。因此將分層考慮到彈性涂層沖蝕損傷中,深入研究彈性涂層的損傷機(jī)理是非常重要的。內(nèi)聚力模型適合應(yīng)用于材料的分離損傷,本文將內(nèi)聚力單元應(yīng)用到涂層/基體模型的沖蝕分析中,分別建立了基于不同沖蝕條件的沖蝕模型,在多顆粒模型中,研究了不同沖蝕密度、沖蝕距離和多次沖蝕累積下彈性涂層損傷的內(nèi)在機(jī)理;在單顆粒模型中,討論了不同沖蝕速度、沖蝕角度和顆粒半徑對涂層的影響。結(jié)果表明:(1)在產(chǎn)生同樣凹坑深度損傷下,涂層表面的徑向接觸應(yīng)力和粘結(jié)層切向應(yīng)力的最大值均位于接觸區(qū)邊緣處;顆粒沖蝕密度越大,涂層最大拉應(yīng)力越小;當(dāng)圓心距大于兩顆粒直徑之和時,顆粒之間沒有相互影響;多次沖蝕產(chǎn)生的應(yīng)力小于單次沖蝕的,裂紋和分層萌生的位置更加接近接觸邊緣。(2)彈性涂層的失效形式主要有凹坑、犁溝、分層。其中在未...

【文章來源】： 中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 彈性涂層沖蝕損傷理論
    2.1 沖蝕概述及損傷理論
        2.1.1 沖蝕概述
        2.1.2 沖蝕損傷理論
    2.2 沖蝕接觸的力學(xué)分析
        2.2.1 沖蝕作用下的Hertz接觸
        2.2.2 顆粒沖蝕下的彈性涂層表面受力與變形
    2.3 彈性涂層損傷模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 沖蝕模型建立與涂層沖蝕損傷研究
    3.1 ABAQUS建�；玖鞒探榻B
    3.2 彈性涂層沖蝕有限元模型
        3.2.1 有限元模型的建立
        3.2.2 有限元模型的驗證
    3.3 二維靜態(tài)沖蝕模型及涂層損傷機(jī)理分析
        3.3.1 沖蝕密度的影響
        3.3.2 沖蝕距離的影響
        3.3.3 多次沖蝕的影響
        3.3.4 顆粒半徑的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 三維動態(tài)沖蝕模型及涂層損傷機(jī)理分析
    4.1 不同沖蝕速度的損傷機(jī)理分析
    4.2 不同沖蝕角度的損傷機(jī)理分析
    4.3 不同沖蝕顆粒半徑的損傷機(jī)理分析
    4.4 多顆粒沖蝕損傷機(jī)理分析
    4.5 彈性涂層在沖蝕下的失效形式
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于有限元的20#鋼沖蝕磨損行為模擬 [J]. 呂東莉,練章華,張濤.  表面技術(shù). 2018(06)
[2]材料斷裂內(nèi)聚力區(qū)牽引-分離曲線的測量方法研究 [J]. 沈珉,劉赫,于濟(jì)菘.  實驗力學(xué). 2018(03)
[3]TC4鈦合金表面沖蝕損傷機(jī)理的砂塵粒徑依賴效應(yīng) [J]. 耿明睿,陳皎,楊竹芳,劉梅軍,何光宇,王學(xué)德.  中國表面工程. 2018(03)
[4]航空發(fā)動機(jī)葉片葉尖涂層的研究進(jìn)展 [J]. 葉雄,譚俊,宋晧,張慶.  材料保護(hù). 2018(02)
[5]航空發(fā)動機(jī)葉片表面涂層氧化處理可行性研究 [J]. 韓國忠,陳海生.  航空維修與工程. 2017(10)
[6]脆性涂層材料斷裂韌性和殘余應(yīng)力壓痕表征技術(shù)綜述 [J]. 毛衛(wèi)國,楊鵬,戴翠英,何遠(yuǎn)武,萬杰.  材料導(dǎo)報. 2017(13)
[7]顆粒沖蝕計算模型研究現(xiàn)狀和展望 [J]. 崔璐,冉亞楠,李臻.  全面腐蝕控制. 2017(02)
[8]粘著接觸下硬質(zhì)涂層/韌性基底系統(tǒng)界面分層的有限元分析 [J]. 劉近波,王曉力.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(02)
[9]重載條件下鋼基體表面涂層裂紋及分層失效 [J]. 鄒夢杰,石萬凱,肖洋軼,楊槐峰.  中國表面工程. 2016(06)
[10]TC4鈦合金與多層TiN/Ti涂層的砂塵沖蝕損傷試驗 [J]. 曹鑫,王冠,何衛(wèi)鋒,張翼飛,何光宇,楊竹芳.  航空動力學(xué)報. 2016(09)

博士論文
[1]幾種典型金屬和涂層的沖擊磨損機(jī)理研究[D]. 王璋.西南交通大學(xué). 2018
[2]固體潤滑涂層的損傷裂紋演變及其摩擦學(xué)特性研究[D]. 肖洋軼.重慶大學(xué). 2016
[3]界面斷裂韌性與膜基結(jié)合性能關(guān)系的研究[D]. 聶璞林.上海交通大學(xué). 2009
[4]耐磨耐蝕層狀復(fù)合管的制備及其沖蝕模擬分析[D]. 王宇飛.復(fù)旦大學(xué). 2008

碩士論文
[1]鈦合金葉片抗砂粒沖蝕性能研究[D]. 高駿冬.南京航空航天大學(xué). 2016
[2]考慮真實微觀結(jié)構(gòu)APS-TBCs沖蝕失效的有限元模擬[D]. 董杰.湘潭大學(xué). 2015
[3]鋼結(jié)構(gòu)涂層受風(fēng)沙環(huán)境沖蝕機(jī)理和損傷程度評價研究[D]. 任瑩.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué). 2014
[4]高強(qiáng)耐火澆注料常溫沖蝕磨損性能研究[D]. 廉曉慶.西安建筑科技大學(xué). 2010
[5]材料沖蝕行為及機(jī)理研究[D]. 董剛.浙江工業(yè)大學(xué). 2004



本文編號：3543121