热障涂层界面位移非稳定性的有限元模拟

热障涂层界面位移非稳定性是影响整个热障涂层体系失效破坏的关键因素,采用有限元分析软件ABAQUS及其用户子程序UEXPAN和USDFLD相结合的有限元数值方法,对表面缺陷的Fecralloy金属基体界面的位移非稳定性进行了有限元模拟。该数值方法基于实验测得的真实TGO厚度,首次模拟了热氧化循环中TGO的生长过程,使得该有限元分析更接近于真实的物理现象,分析结果与实验结果具有很好的吻合性。

热障涂层系统中TGO应力生成的数值模拟

采用有限元分析软件ABAQUS对热障涂层系统中TGO的应力生成进行了数值模拟。基于实验测得的TGO生成厚度和材料性能参数,研究了热氧化循环载荷中TGO应力产生的机理和影响因素,验证了材料属性转化方法模拟TGO生成过程的有效性。结果表明,热膨胀系数差异和TGO高温生长是导致TGO应力产生的主要原因,TGO厚度的增加导致了外层TGO中拉伸应力的产生,随着厚度的增加该应力逐渐增大。当TGO达到某一厚度时,该应力保持恒定。