热障涂层中相变层生长对不同本构假设下BC-TGO界面应力的影响

摘要

热障涂层系统(TBCs)是燃气轮机高温叶片(1400度以上)的六大核心技术之一，基于扩散-氧化反应模型及Reuss均匀性假设,建立了热障涂层相变层两相材料的本构关系,开发了ABAQUS用户单元子程序,据此,针对理想化正弦界面的二维模型探索了氧化参数对相变层生长的影响,发现氧气扩散系数越大,相变层比重越小;之后对比研究了相变层比重分别对基于Voigt和Reuss假设下BC-TGO界面应力的影响,结果表明,相变层比重越大,则BC-TGO界面的应力分布越平缓,且在同一相变层比重下,基于等应变假设的BC-TGO界面应力值略高于等应力假设的结果;最后,进一步探究了不同相变层比重对等应变和等应力假设下两者界面应力差值的影响,结果表明,相变层比重越大,所得的BC-TGO界面最大拉应力点处应力差值越大.