基于粗糙基底的W/316L不锈钢第一壁系统热应力的研究

第一壁系统中热应力的大小是决定聚变堆安全运行的关键因素之一。本文通过Ansys Workbench有限元软件,对具有粗糙基底的W/316L不锈钢系统中的热应力分布,以及影响热应力大小的诸如温度、涂层厚度、基底厚度等因素进行了深入分析。同时从系统中交界面剪切应力入手,研究了粗糙基底对涂层结合强度的影响。结果表明:粗糙基底系统中热应力随着温度、基底厚度的增加而增加,随着涂层厚度的增加而降低。除此之外,粗糙基底提升了系统中热应力的极值,在一定程度上提高了涂层与基底的结合强度。研究结果为后期高结合强度第一壁涂层系统的研发提供了一定的参考价值。

W/316L不锈钢第一壁材料热应力的模拟研究

在聚变反应堆第一壁材料服役期间,材料中热应力的大小是影响聚变堆能否稳定运行的关键因素之一。本文通过有限元软件Ansys Workbench,构建了W/316L不锈钢第一壁系统模型。重点分析了温度、涂层厚度、基底厚度与系统热应力之间的关系。结果表明:W/316L不锈钢系统中的最大热应力随着温度、基底厚度而增加。随着W涂层厚度的增加,系统中最大热应力表现出了降低的趋势。最后,在系统中通过引入Cu中间层的方法,系统中最大热应力由1676.3 MPa降低到1507.7 MPa,进而缓解了W与316L不锈钢基底热失配的现象。