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ZrO_2热障涂层残余应力的有限元模拟

董丽  张朋波  曲伟  秦颖  梅显秀  董闯  
【摘要】:热障涂层作为一种有前景的航空发动机和燃气轮机的高温部件材料,主要是隔热,抗氧化和抗腐蚀作用。目前热障涂层的过早破裂和失效机理是急需解决的关键问题。本文利用有限元Ansys软件对ZrO2热障涂层热循环中产生的残余应力进行了数值模拟,我们建立了两种物理模型并考虑了材料的热物性参数。结果表明,在相同材料参数和模拟条件下,残余应力主要集中在陶瓷层和粘结层的界面处,一次循环后,残余应力大约40-100Mpa;界面形貌也对残余应力的分布和数值有一定的影响。模拟结果对研究失效机理和改进热障涂层的设计有一定的指导意义。

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