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热障涂层(Thermal barrier coatings,TBCs)被广泛应用于航空发动机涡轮叶片上提供隔热保护,有效的提高了热端部件的工作温度和效率,延长了其使用寿命。热障涂层在服役过程中会在其内部生长一层热生长氧化物(Thermally grown oxide,TGO),TGO在高温环境下不断生长,发生化学成分和几何形貌的演变,对热障涂层的界面剥离和使用寿命有重大影响。本文以SolidWorks为三维建模软件,以ABAQUS及其提供的子程序UEXPAN为有限元计算平台和工具,验证了本文中使用的TGO生长子程序UEXPAN的正确性,研究了热循环(Thermal fatigue,TF)下TGO初始振幅、热机械循环(Thermo-mechanical fatigue,TMF)下外加机械载荷大小和TGO横向生长应变对TGO皱褶的影响规律。论文的主要结论如下:(1)通过与文献报道结果比较,验证了 TGO生长子程序UEXPAN的正确性。(2)当模型只经历热循环载荷时,TGO振幅随循环进行而增加,不同初始振幅的模型TGO振幅增量不同,20个循环后A0=2μm、4μm和12μm的三种模型TGO振幅增量分别为0.07μm、0.52μm以及0.74μm。在每个循环中,TGO在降温和升温阶段的振幅增量主要受BC层Y方向塑性变形的影响,在高温保温阶段的振幅增量主要受TGO高温阶段Y方向塑性变形的影响。(3)当模型经历热机械载荷时,TGO振幅变化规律受外加机械载荷大小和TGO横向生长应变的联合作用。当横着生长应变较小时,TGO振幅增量较小,此时外加机械载荷对TGO皱褶影响显著。外加拉应力使得平行外加机械载荷的平面内的TGO振幅增量减小,垂直外加机械载荷的平面内的TGO振幅增量变大。外加压应力使得平行外加机械载荷平面内的TGO振幅增量变大,垂直外加机械载荷平面内的TGO振幅增量变小。当横向生长应变较大时,TGO振幅增量较大,此时外加机械载荷对TGO皱褶影响相对较小,无论外加机械载荷是拉应力还是压应力,两个平面内的TGO振幅增量均较大。