本文關(guān)鍵詞：熱障涂層分層斷裂有限元分析　出處：《西安科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：熱障涂層在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用很廣泛,尤其是應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部關(guān)鍵高溫部件,以此提高部件耐受高溫的能力和增強(qiáng)部件的強(qiáng)度和使用壽命。熱障涂層在使用的過(guò)程容易發(fā)生陶瓷層脫落失效,這和其應(yīng)用環(huán)境,涂層本身結(jié)構(gòu)和涂層材料密不可分。其失效機(jī)理主要與熱生長(zhǎng)氧化物生成和裂紋生成以及他們之間的相互作用有密切關(guān)系。熱生長(zhǎng)氧化層在熱循環(huán)過(guò)程中發(fā)生不規(guī)則變形能夠進(jìn)一步促進(jìn)陶瓷層與氧化層界面處產(chǎn)生分層裂紋,而分層裂紋的開(kāi)裂給氧化物生長(zhǎng)提供空間和氧離子;并且涂層中各層的材料參數(shù)對(duì)其失效有一定影響關(guān)系,如屈服在一定程度上緩解涂層內(nèi)部應(yīng)力,但是多次熱循環(huán)下塑性應(yīng)變又能在涂層內(nèi)部不斷積累,引起氧化層變形和裂紋的萌生、擴(kuò)展。本文的目的是分析熱生長(zhǎng)氧化物的不規(guī)則變形和分層裂紋對(duì)涂層層離破壞的影響。并利用非線性工程有限元軟件ABAQUS建立模型,模型中考慮了熱生長(zhǎng)氧化物生長(zhǎng)變形和氧化層、粘結(jié)層高溫屈服特性。主要內(nèi)容:首先考察氧化層界面形貌為凹型和凸型時(shí)應(yīng)力場(chǎng)隨溫度的變化情況,并著重分析凹型氧化層界面下應(yīng)力場(chǎng)和氧化層變形,分析得出了涂層系統(tǒng)中容易發(fā)生失效的部位。然后預(yù)置分層裂紋來(lái)分析分層裂紋開(kāi)裂規(guī)律。最后逐一分析影響氧化層生長(zhǎng)變形的四個(gè)主要因素:生長(zhǎng)應(yīng)變率、屈服特性、熱載荷方式以及氧化層凹陷深度對(duì)分層開(kāi)裂的影響。模擬結(jié)果得出了熱障涂層容易發(fā)生層離破壞的位置是TBC/TGO和TGO/BC界面處;分層裂紋在升溫階段容易萌生在凹陷氧化層內(nèi)部,而在高溫和降溫階段分層裂紋容易擴(kuò)展;氧化層生長(zhǎng)變形促進(jìn)涂層發(fā)生層離破壞,變形程度越大,即波動(dòng)幅值越大,越容易發(fā)生分層開(kāi)裂。這對(duì)于認(rèn)識(shí)涂層失效機(jī)理有一定幫助。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王利強(qiáng) ,閻殿然 ,何繼寧 ,宋向陽(yáng);熱障涂層研究狀況及進(jìn)展[J];新技術(shù)新工藝;2002年03期

2 謝冬柏,王福會(huì);熱障涂層研究的歷史與現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年03期

3 劉志;周洪;;熱障涂層研究進(jìn)展[J];河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào);2006年03期

4 李美Y，

本文編號(hào)：1315433