|
|
|
|
شبیه‌سازی توزیع تنش در سیستم پوشش سد‌حرارتی دولایه و درجه بندی شده ysz/ nicraly و مقایسه با نتایج اندازه‌گیری تنش به روش نانوفرورونده
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
نایب پاشایی نسیم ,افکار امیر ,نوری کمری مجید ,راسخ صالح نیما ,هادوی محمدمهدی
|
|
منبع
|
مهندسي مكانيك اميركبير - 1398 - دوره : 51 - شماره : 5 - صفحه:1131 -1146
|
|
چکیده
|
یکی از روش های افزایش کارآیی اجزاء در دمای بالا اعمال پوشش های سد حرارتی برای عایق کردن اجزای موجود در بخش های داغ موتورهای توربوفن می باشد که بصورت گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرند در این پژوهش یک روش عددی مبتنی بر المان محدود به منظور شبیه‌سازی توزیع تنش در پوشش سد حرارتی معمولی و درجه‌بندی شده ysz/ nicralyپاشش پلاسمائی شده بر روی زیرلایه hastelloy-x توسعه یافت.پوشش سد‌حرارتی معمولی و درجه بندی شده به روش پاشش پلاسمائی اعمال و مشخصه‌یابی پوشش‌ها با استفاده از مطالعات متالوگرافی توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی انجام شد.نتایج شبیه‌سازی توزیع تنش حاکی از آن بود که در نمونه های شوک دیده تحت سیکل حرارتی فاقد زمان توقف در دمای تشکیل tgo، مقدار متوسط تنش ماکزیمم از 29 مگاپاسکال در سیستم دو لایه معمولی (فصل مشترک لایه روئی/لایه واسط) به 15/3 مگاپاسکال در سیستم درجه بندی شده سه لایه (فصل مشترک 50% nicraly 50% ysz / ysz) و 1/ 8 مگاپاسکال در سیستم درجه بندی شده پنج لایه (فصل مشترک 25% nicraly 75% ysz / ysz) کاهش یافته و توزیع تنش در فصل مشترکها یکنواخت شده است که این امر به افزایش عمر سیستم سد حرارتی کمک می‌کند.
|
|
کلیدواژه
|
پوشش سد حرارتی درجه بندی شده، المان محدود، تنش پسماند، نانوفرورونده
|
|
آدرس
|
پژوهشگاه استانداردباشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان, دانشگاه آزاد اسلامی- واحد تهران شرقدانشگاه تهران, پژوهشکده مهندسی و فنآوری, گروه پژوهشی مکانیک و فلزشناسی, ایران. دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق, باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان, ایران, پژوهشگاه استاندارد, پژوهشکده برق، مکانیک و ساختمان, ایران, پژوهشگاه استاندارد, پژوهشکده برق، مکانیک و ساختمان, ایران, دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق, دانشکده فنی و مهندسی, ایران, دانشگاه تربیت مدرسرئیس پژوهشگاه مواد و انرژی, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی مواد و متالورژی, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Numerical Simulation of Stress in Conventional and Functionally Graded Thermal Barrier Coating YSZ/ NiCrAlY and Comparison with Results of the Nano-Indentation Stress Measurement Method
|
|
|
|
|
Authors
|
nayebpashaee nasim ,afkar amir ,nourikamari majid ,rasekhsaleh nima ,hadavi mehdi
|
|
Abstract
|
Thermal barrier coatings (TBCs) are one of the most conventionally used protective materials which are employed as insulation media to save underlying metallic substrate from harmful effects at high temperature services In this study, a finite elementbased numerical method was developed to simulate stress distribution in conventional and functionally graded thermal barrier coatings applied on the Hastelloyx. Comparisons of simulation model results with experimental results of nanoindentation stress measurement method showed good agreement. The results of simulation showed that in samples after thermal shock without oxidation time (without Thermally Grown Oxide layerTGO), the average value of the maximum stress is 29 MPa in duplex TBC (interface of top coat /boncoat), 3.15 MPa in threelayer FGTBC system (interface of 50% NiCrAlY 50% YSZ / YSZ) and 1.8 MPa in fivelayer FGTBC system (interface of 25% NiCrAlY 75% YSZ / YSZ). Also, the stress distribution is more uniform in fivelayer FGTBC system that helps to increase the performance and extend the life time of thermal barrier system.
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|