基于临界失效能密度判据的热障涂层热震损伤行为研究

论文摘要

目的探索热障涂层系统(TBCs)在热震过程中的损伤行为。方法基于材料能量储存极限,推导了适用于平面复杂应力情形的温度相关性临界失效能密度判据,进而利用该临界失效能密度判据与ABAQUS有限元软件相结合,研究了热生长氧化层(TGO)凸起的热障涂层系统在冷却热震过程中的损伤行为。结果对于TGO层凸起的热障涂层系统,计算了冷却热震过程中陶瓷层(TC)和TGO层的失效能密度分布云图,并根据最大失效能分布情况分析了TBCs在热震过程中各层材料的可能破坏位置,所得结果与实验吻合较好。在对TBCs的冷却热震损伤行为模拟计算中发现,当TC层的强度比较低时,热震会使TC层上表面产生往内部扩展的垂直裂纹;当TC层强度达到某一定值时,首先发生热震破坏的位置由TC层上表面变成了TGO层与粘结层(BC)的界面处,即TBCs的各层破坏顺序发生了变化。结论使用临界失效能密度准则来判断热障涂层在冷却热震过程中的损伤行为,比单纯使用某一方向应力更为准确,并能准确判断损伤起始位置和演化情况,从而更全面地反映热障涂层在热震过程中的损伤破坏行为。

论文目录

• 1 线弹性材料的临界失效能密度判据
• 2 有限元模型
• 3 结果分析与讨论
•   3.1 冷却热震过程中失效能密度在TC层和TGO层的分布
•   3.2 TBCs热震损伤过程模拟
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李定玉,王如转,李卫国,郑恒伟,王小荣

关键词: 热障涂层,失效能密度,热震,有限元,损伤

来源: 表面技术 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 重庆科技学院,重庆大学

基金: 国家自然科学基金项目(11602043,11602044,11602042),重庆市基础科学与前沿技术研究项目(cstc2017jcyjAX0240),重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJ1713323)~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.01.008

页码: 56-61

总页数: 6

文件大小: 1435K

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