کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7888388 1509793 2018 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Numerical study of residual stress and crack nucleation in thermal barrier coating system with plane model
ترجمه فارسی عنوان
مطالعه‌ی عددی تنش پسماند و جوانه‌زنی ترک در سیستم پوشش سد حرارتی با مدل تخت
کلمات کلیدی
سیستم پوشش مانع حرارتی، تجزیه و تحلیل عناصر محدود، رشد حرارتی TGO، تکامل استرسهای باقیمانده، ارزیابی ترک های سطحی
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1- مقدمه

2.    مدل سیستم TBC

2.1    شرایط مرزی و واحد مدل‌شده 

1.    مدل سیستم TBC

1.1    شرایط مرزی و واحد مدل‌شده 

2.2. بارگذاری حرارتی

2.3 پارامترهای مواد

2.4 رشد TGO

شکل 1. تصویر سیستم TBC با ساختار تخت و مدل کرنش تخت مربوطه. 

شکل 2. تصویر (a) مدل واحد نماینده و شرایط مرزی آن. (b) بخشی از مش اطراف رابط‌ها.

شکل 3. تصویر تاریخچه دمای مدل واحد

جدول 4.سه نوع تفاوت مش‌ها برای مدل واحد 

شکل 5. تصویر یک طرح کانتور از حداکثر تنش اصلی تخت در پایان چرخه حرارتی.

3. نتایج و بحث

3.1 تکامل تنش‌های باقیمانده در TC و TGO

3.2 تنش‌های عادی و مماس بر سطوح مشترک

شکل 6. تصویری از طرح‌های کانتور حداکثر. تنش‌های اصلی تخت در TC در نقاط مختلف زمانی. 

شکل 7. تصویری از طرح‌های کانتور حداکثر. تنش اصلی در مئل تخت در TGO در نقاط مختلف زمانی.

جدول 5. تنش‌های حاصل از TGO

شکل 8. تصویر بخش تفصیلی شکل 7(a) که مناطق پیک و فرود پیک TGO را پوشش می‌دهد.

3.3 ارزیابی ترک‌های سطحی

شکل 9. تصویر توزیع تنش‌های طبیعی؛ و ب) تنش مماس در طول رابط TC / TGO در نقاط زمانی مختلف.

شکل 10. تصویر توزیع تنش‌های طبیعی؛ و ب) تنش مماس در طول رابط TGO / BC در نقاط زمانی مختلف.

شکل 11. (شکل سمت چپ) تصویر توزیع پارامتر β در امتداد رابط TC / TGO در نقاط زمانی A و D.

شکل 12. (شکل سمت راست) تصویر توزیع پارامتر β در طول رابط TGO / BC در زمان D

4- نتیجه‌گیری اظهارات

 
ترجمه چکیده
تنش‌های پسماند می‌تواند آسیب‌های زیادی به پوشش‌های سد حرارتی وارد کند و حتی باعث خرابی شود. مدل اجزای محدود سیستم پوشش سد حرارتی برای شبیه‌سازی تنش‌های پسماند و تحلیل رفتار جوانه‌زنی ترک طراحی شده است. توزیع اجزای تنش مماس و نرمال در طول سطوح مشترک لایه‌ی رویی (TC) / اکسید حرارتی رشد (TGO) و TGO/ اندود آستر (BC) در این مقاله نشان داده شده است. وقوع تنش کششی حداکثر در طول سطح مشترک TC/TGO در منطقه‌ی پیک، در حین گرم شدن، همچنین واقع شدن تنش کششی حداکثر در طول سطح مشترک TGO/BC در منطقه‌ی پیک، در طول فرآیند خنک شدن، مشخص شده است. پارامتری مربوط به مولفه‌ی تنش طبیعی که با تنش مماس متناظر، برای ارزیابی ترک‌های سطح مشترک استفاده شده بود، نشان می‌دهد که ترک‌ها در منطقه‌ی غیرپیک سطح مشترک TC/TGO در مرحله‌ی گرم شدن، شروع می‌شوند، اما برای سطح مشترک TGO/BC، ترک‌ها در مرحله‌ی پیک در مرحله‌ی خنک شدن شروع می‌شوند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد سرامیک و کامپوزیت
پیش نمایش مقاله
مطالعه‌ی عددی تنش پسماند و جوانه‌زنی ترک در سیستم پوشش سد حرارتی با مدل تخت
چکیده انگلیسی
The residual stresses could cause extensive damage to thermal barrier coatings and even failure. A finite element model of thermal barrier coating system had been designed to simulate the residual stresses and then to analyze the crack nucleation behavior. The distribution of normal and tangential stress components along top coat (TC) / thermally grown oxide (TGO) and TGO / bond coat (BC) interfaces are shown in this work. It is found that the maximum tensile stress along TC/TGO interface occurs in the peak region during heating-up, and that along TGO/BC interface is also located in the peak region, but during the process of cooling-down. A parameter correlating the normal stress component with corresponding tangential one was used to evaluate the interfacial cracks, indicating that cracks will initiate at the peak-off region of TC/TGO interface in the heating-up phase, but for TGO/BC interface, cracks will initiate at the peak position in the cooling-down phase.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ceramics International - Volume 44, Issue 5, 1 April 2018, Pages 5116-5123
نویسندگان
, , ,