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复杂型面涡轮叶片热障涂层厚度的建模与实验验证研究

目录

内容概括................................................4

1.1研究背景与意义.........................................4

1.1.1燃气轮机应用现状.....................................5

1.1.2热障涂层关键作用.....................................6

1.1.3涡轮叶片复杂型面挑战.................................7

1.2国内外研究进展.........................................9

1.2.1TBCs厚度控制方法概述................................12

1.2.2复杂构型叶片建模技术................................14

1.2.3实验验证技术发展....................................16

1.3本文主要研究内容与结构................................17

复杂型面涡轮叶片热障涂层厚度建模理论...................17

2.1涡轮叶片几何特征分析..................................19

2.1.1叶片型面分类与特点..................................23

2.1.2叶片表面形貌参数化..................................24

2.2热障涂层系统特性......................................25

2.2.1TBCs多层结构介绍....................................27

2.2.2各层材料热物理性能..................................29

2.2.3涂层生长与致密化机理................................32

2.3热障涂层厚度影响因素分析..............................35

2.3.1气氛环境参数作用....................................37

2.3.2基体温度场分布......................................38

2.3.3喷涂工艺参数影响....................................40

2.4基于有限元的热障涂层厚度预测模型......................41

2.4.1控制方程建立........................................42

2.4.2边界条件与初始条件设定..............................46

2.4.3模型求解策略与算法..................................46

基于改进模型的复杂型面叶片TBCs厚度预测.................47

3.1模型修正与参数化处理..................................49

3.1.1考虑叶片曲面效应的修正..............................50

3.1.2材料非等温生长模型引入..............................52

3.1.3涂层界面结合特性影响................................54

3.2不同工况下的厚度预测..................................55

3.2.1不同喷涂路径对厚度的影响............................56

3.2.2不同初始温度对厚度的影响............................57

3.2.3不同工艺参数组合下的预测............................59

3.3模型预测结果分析......................................61

3.3.1预测厚度沿叶片型面分布规律..........................64

3.3.2预测厚度与理论厚度的对比............................65

3.3.3模型预测精度评估........................

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