第二边界条件下梯度功能材料一维温度场的数值模拟

采用数值模拟的方法,对梯度功能材料在第二边界条件下温度场进行了分析,并根据所建立的数值方法对新研制的C/C/Al2O3炭陶梯度功能材料和C/C材料进行了比较,对具有不同组分分布曲线的梯度功能材料进行了比较。结果表明,C/C/Al2O3炭陶梯度功能材料的绝热性能优于C/C材料,可通过改变C/C/Al2O3炭陶梯度功能材料的组分分布,优化其内部的温度场分布。

梯度功能材料在烧蚀条件下温度场的数值模拟

建立了功能梯度材料在烧蚀条件下传热的物理模型和数学模型,利用弹性网格的方法对移动边界的 温度场进行了分析。最后对碳/陶瓷梯度功能材料进行了计算。

喷涂轨迹对铝合金表面等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层温度场的影响规律研究

为了突破传统Mo/8YSZ双层热障涂层高温易剥离的技术瓶颈,研究喷涂轨迹对等离子喷涂功能梯度热障涂层温度场的影响规律,利用ANSYS有限元仿真模拟软件,基于"生死单元"的方法,建立了等离子喷涂功能梯度热障涂层的有限元模型,模型中考虑了材料的相变潜热及不同温度下的热物性参数,分析了不同喷涂轨迹下喷涂构件温度及温度梯度的分布情况。结果表明:当喷涂粘结层和过渡层材料时,采用同向的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度最高;采用同种材料同向喷涂,异种材料喷涂方向相反的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度次之;采用"S"型的喷涂轨迹时,喷涂构件温度最低。当喷涂陶瓷层材料时,采用"S"型的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度最高;采用同向的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度次之;而采用同种材料同向喷涂,异种材料喷涂方向相反的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度最低。采用"S"型喷涂轨迹进行喷涂作业时,喷涂构件左右两端面温度分布的均匀性优于另外两种喷涂方式;采用同向的喷涂轨迹进行喷涂作业时,基体温度的波动幅度较另外两种喷涂方式小。通过设计梯度结构,并调控喷涂轨迹,可减小构件厚度方向的温度梯度,从而提升基体与涂层的结合强度。