涂层表面宏观损坏对热障涂层热应力分布的影响

摘要：

燃气涡轮机叶片在服役过程中,叶片受高速气流冲蚀和异物撞击会形成2种宏观的凹坑.研究叶片的陶瓷层(YSZ)表面宏观凹坑及叶片边缘处孔洞这2种损坏对热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)热应力分布的影响.通过ANSYS软件,模拟TBCs在高温运行时的热应力分布及变化趋势,分析凹坑对TBCs整体使用寿命的影响.研究发现,YSZ表面的宏观凹坑会改变原有的热应力分布云图,扩大波峰处的最大拉应力区域,利于裂纹的产生,减少涂层寿命.而边缘处的孔洞会严重破坏原有的热应力分布,整个热生长层(thermal growth oxide,TGO)处于拉应力状态下,并且在孔洞底部,TGO与粘结层(bond course,BC)之间的区域存在最大热应力,严重制约了TBCs的使用寿命.

关键词：复合材料、有限元模拟、热障涂层、热应力、涂层寿命

所属期刊栏目：8

分类号：TB35(工程材料学)

资助基金：高等学校博士学科点专项科研基金;高等学校博士学科点专项科研基金;国家自然科学基金;云南省应用基础研究计划

在线出版日期：2021-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2491-2496