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流-固-热多工况耦合作用下梯度复合涂层应力分布仿真分析
文献摘要：
针对复合涂层的现有仿真方法多基于单一物理场的影响,不能反映多物理场耦合作用等实际工况下的力学性能.以航空发动机附件机匣的典型工况环境为背景,建立描述流-固-热耦合作用下梯度复合涂层各物理参数变化的数学模型,计算涂层不同分布方式下其内部的von Mises应力分布.结果表明,过渡层材料组分的渐变方式对涂层热应变和层内von Mises应力分布有较大影响,以航空发动机附件机匣中某型花键副为例,在施加实际工况下的载荷和温度条件后,温度场引起的热应力较载荷-润滑引起的应力更大,在润滑、热场和载荷的耦合作用下,三种分布方式的涂层最大应力均位于表层,随梯度的增大逐渐向基体扩散;梯度增大的过渡方式在涂层内可以获得最小的最大von Mises应力.在所关注的温度范围内,与梯度减小的过渡方式相比,使用梯度增大的过渡方式可使最大von Mises应力减小14.5％.所建立的仿真方法可模拟近似实际工况,研究结果可用于指导梯度复合涂层的设计和制备.
文献关键词：
复合涂层;梯度复合涂层;流-固-热耦合;力学性能
中图分类号：
作者姓名：
方博石;杨文明;陈皓生
作者机构：
北京科技大学机械工程学院 北京 100083;清华大学机械工程系 北京 100084
文献出处：
引用格式：
[1]方博石;杨文明;陈皓生-.流-固-热多工况耦合作用下梯度复合涂层应力分布仿真分析)[J].中国表面工程,2022(03):146-153
A类：
B类：
多工况,耦合作用,梯度复合涂层,应力分布,仿真方法,一物,多物理场耦合,实际工况,航空发动机,发动机附件,机匣,典型工况,热耦合,物理参数,参数变化,不同分布,分布方式,von,Mises,过渡层,材料组分,热应变,花键副,温度条件,热应力,润滑,热场,最大应力,过渡方式
AB值：
0.288262
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