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题名热对流作用下筒壁涂层的边裂行为
被引量:5
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作者
彭中伏
陈学军
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机构
北京科技大学应用力学系
北京科技大学磁光电复合材料与界面科学北京市重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第2期307-314,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51171026)
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文摘
边裂(边缘开裂)是涂层热致损伤的主要模式之一.边缘裂纹穿透涂层后,常导致界面脱粘从而驱使涂层与基体剥离,最终丧失对基体的保护作用.本文以热应力强度因子表征边缘裂纹的扩展驱动力,研究筒壁涂层在热对流作用下的边裂行为.首先,利用拉普拉斯变换法,得到了瞬态温度场及热应力场的封闭解.其次,运用Fett等的三参数法确定了筒壁涂层边缘裂纹的权函数.最后,基于叠加原理和权函数方法计算了边缘裂纹的热应力强度因子.探讨了无量纲时间、边缘裂纹深度、基体/涂层厚度比、热对流强度等参数对热应力强度因子的影响规律.结果表明:热应力强度因子的峰值既非发生在热载荷初始时刻,也非发生在热稳态时刻,而出现在时间历程的中间时刻;增大热对流强度不仅可提高热应力强度因子的峰值,而且使峰值提前出现;其他条件相同时,热应力强度因子随着边缘裂纹长度的增大而降低;增大涂层厚度或减小基体厚度可增强涂层抵抗瞬态热载荷的能力.
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关键词
热对流
涂层
边裂
权函数
应力强度因子
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Keywords
thermal convection,coating,edge cracking,weight function,stress intensity factor
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分类号
O346.1
[理学—固体力学]
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