一种粗糙基底的Al2O3/316L不锈钢阻氚系统表面多重裂纹的扩展有限元模拟方法技术方案

本发明专利技术属于实验聚变堆中阻氚涂层系统的技术领域，特别涉及一种粗糙基底的Al2O3/316L不锈钢阻氚系统表面多重裂纹的扩展有限元模拟方法。其为了研究聚变堆运行中，具有粗糙基底的阻氚系统受多重物理场耦合影响下造成的表面多重裂纹扩展的力学行为。本发明专利技术专利基于Ansys workbench软件，将同时具有粗糙基底和多重表面裂纹的阻氚系统简化为单一裂纹单元体，随后将此单元体进行扩展有限元求解。本方法在结合样品实际形貌的基础上，对模型进行科学的简化。有效克服了之前阻氚涂层繁复的多重裂纹网格划分、收敛性差的缺点，高效地模拟出阻氚涂层在外部载荷作用下，基底表面粗糙度对多重裂纹系统关键物理量的影响。多重裂纹系统关键物理量的影响。多重裂纹系统关键物理量的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种粗糙基底的Al2O3/316L不锈钢阻氚系统表面多重裂纹的扩展有限元模拟方法


[0001]本专利技术属于实验聚变堆中阻氚涂层系统的
，特别涉及一种粗糙基底的Al2O3/316L不锈钢阻氚系统表面多重裂纹的扩展有限元模拟方法。

技术介绍

[0002]受控核聚变经过几十年的不懈努力，实验聚变堆目前已处于建设阶段。并且，随着磁约束国际热核聚变堆(International ThermonuclearExperimental Reactor，ITER)计划的实施和发展，研究满足ITER及未来先进聚变堆要求的阻氚涂层是当前聚变堆相关研究中的热点和难点之一，其性能是决定聚变堆能否实现安全运行的关键。
[0003]聚变堆氚增值包层内增殖产生的氚极易通过包层结构材料向外渗透。这不但会造成氚的流失，引起放射性污染，还将引发包层结构材料发生脆化、肿胀，给聚变反应堆带来灾难性的后果。研究表明，为了阻止氚的渗透，同时保持结构材料的整体性能，最有效的方法即在结构材料表面沉积陶瓷阻氚涂层。由于Al2O3具有良好的阻氚渗透率，优异的耐腐蚀性和热稳定性，被认本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗糙基底的Al2O3/316L不锈钢阻氚系统表面多重裂纹的扩展有限元模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)前期几何模型的建立
①
通过非接触式表面形貌仪对316L不锈钢基底表面进行扫描，确定形貌；在建模中，根据扫描结果，将粗糙的基底表面简化为正弦函数曲线来表达，并且定义了基底表面正弦函数的位置；在Ansys workbench软件Geometry模块中，将整体模型等效为圆柱体，随后将该模型简化为在X
‑
Y平面内的二维模型进行分析；
②
根据扫描电镜得到的多重表面裂纹实际分布情况，在整体模型中设置对应的表面预制裂纹；根据预制裂纹的位置分别做以下三组模型：1.将预制裂纹设置在基底每一个Peak正上方所对应的涂层表面；2.将预制裂纹设置在基底每一个Middle正上方所对应的涂层表面；3.将预制裂纹设置在基底每一个Valley正上方所对应的涂层表面；(2)几何模型的二次处理根据步骤(1)建立的模型，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽，唐琳，余松科，
申请(专利权)人：成都大学，
类型：发明
国别省市：