【摘 要】
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在涡轮叶片表面涂覆具有抗高温氧化和隔热功能的热障涂层(Thermal barrier coatings,简称TBCs)能有效提高涡轮前燃气进口温度,进而提高发动机的热效率.然而,热障涂层在实际服
【机 构】
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湘潭大学材料与光电物理学院,411105湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室,411105
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在涡轮叶片表面涂覆具有抗高温氧化和隔热功能的热障涂层(Thermal barrier coatings,简称TBCs)能有效提高涡轮前燃气进口温度,进而提高发动机的热效率.然而,热障涂层在实际服役环境中由于受到燃烧室内各种杂质以及外来颗粒的撞击,涂层往往发生剥落分离现象,从而导致失效.本文主要用有限元数值模拟的方法,模拟具有微裂纹、孔洞等真实微观结构的APS(air plasma spraying,简称APS)TBCs在受到冲蚀作用后所表现的各种热力学性能.首先通过考虑TBCs中固有的孔洞与微裂纹这种复杂的几何形状因素建立真实微观结构TBCs的几何模型,再考虑材料因素、载荷与环境因素定义模型中各部分的材料以及加载属性,建立适当的材料失效准则进行有限元计算,模拟冲蚀过程中TBCs中裂纹的扩展过程.通过分析TBCs中应力、应变场与微观结构、冲蚀参数之间的关系,为正确理解APS热障涂层的冲蚀机理以及寿命预测提供指导.
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