CAJ | 학술논문

为了研究燃气轮机叶片热障涂层在降温过程中的应力场分布规律，基于 ANSYS 有限元分析软件，建立了微观二维涂层系统的数值模型；通过热-结构间接耦合获得了非齐次温度分布以及应力分布；主要研究了存在正弦形氧化层界面时界面路径及界面不平整度(幅值/波长)对涂层界面三个应力分量σx、σy、τxy的影响；通过分析沿氧化层上下界面各应力分量变化情况得到易起裂位置。结果表明：(1)σx的最大值出现在热障涂层与氧化层界面波峰处；σy的最大值出现在氧化层与粘结层界面波峰处；τxy的最大值出现在正弦氧化层拐点处；(2)热障涂层/氧化层界面波峰处易形成垂直界面的裂纹；氧化层/粘结层界面波峰处易形成沿界面方向的裂纹，发生分层破坏；氧化层层内正弦拐点处易形成分层裂纹；(3)分别改变幅值和改变波长时两种方式下的σy和τxy随不平整度的变化规律均趋于一致；当界面不平整度A/T的比值大于0.25时，σx在改变幅值情况下先增大后减小，在改变波长情况下先减小后增大。
위료연구연기륜궤협편열장도층재강온과정중적응력장분포규률，기우 ANSYS 유한원분석연건，건립료미관이유도층계통적수치모형；통과열-결구간접우합획득료비제차온도분포이급응력분포；주요연구료존재정현형양화층계면시계면로경급계면불평정도(폭치/파장)대도층계면삼개응력분량σx、σy、τxy적영향；통과분석연양화층상하계면각응력분량변화정황득도역기렬위치。결과표명：(1)σx적최대치출현재열장도층여양화층계면파봉처；σy적최대치출현재양화층여점결층계면파봉처；τxy적최대치출현재정현양화층괴점처；(2)열장도층/양화층계면파봉처역형성수직계면적렬문；양화층/점결층계면파봉처역형성연계면방향적렬문，발생분층파배；양화층층내정현괴점처역형성분층렬문；(3)분별개변폭치화개변파장시량충방식하적σy화τxy수불평정도적변화규률균추우일치；당계면불평정도A/T적비치대우0.25시，σx재개변폭치정황하선증대후감소，재개변파장정황하선감소후증대。