ZrO₂热障涂层残余应力的有限元模拟

【作者】 董丽； 张朋波； 曲伟； 秦颖； 梅显秀； 董闯；

【机构】 大连理工大学三束教育部重点实验室和高科技研究院；

【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。更多还原