单面涂覆热障涂层失效模式的有限元模拟

2013-06-15  by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM  来源:仿真在线

热障涂层在航空发动机热端部件(燃烧室、加力燃烧室、涡轮部件、热燃气通道等)上的应用可有效降低金属基体的温度,防止部件发生高温腐蚀,提高了航空发动机的操作温度和热效率,降低了排气量,节约了燃料,延长了工件的使用寿命。

• 处理此类问题的我们采用了ANSYS四节点四自由度耦合单元PLANE13。在多物理场计算中,如果两个物理场之间相互影响,单独求解一个物理场不可能得到正确的结果。为了更好地观察温度场与应力场的高度非线性相互作用的情形,计算采用直接耦合方法。

• 利用ANSYS热-应力耦合单元进行瞬态温度场的有限元分析。通过升温和降温、TGO层两种不同材料的模拟。

对比应力分析图,可以看出二者的区别不大。由此得出,此方法并不能改善热膨胀系数不匹配产生的热应力引起的脱层的问题。此现象与实验结果基本一致。有限元分析对减少不必要的实验次数是很有帮助的。

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