燃机和航空发动机热障涂层局部剥落损伤程度的评判方法技术

技术编号:37046194 阅读:39 留言:0更新日期:2023-03-29 19:24
本发明专利技术公开了一种燃机和航空发动机热障涂层局部剥落损伤程度的评判方法,包括:一、获取热障涂层隔热陶瓷层局部剥落区域的预估宽度值;二、建立热障涂层隔热陶瓷层局部剥落区域的热流固耦合换热模型;三、确定隔热陶瓷层局部剥落区域的边界服役条件;四、确定不同局部剥落宽度条件下隔热陶瓷层和粘结层的超温系数;五、确定临界失效情况下隔热陶瓷层局部剥落区域的临界局部剥落宽度值。本发明专利技术基于热流固耦合换热模型,获得隔热陶瓷层在不同局部剥落宽度条件下的粘结层温度状态,并以其温度场的变化为基准,建立相应的超温系数和失效系数,进而形成热障涂层隔热陶瓷层损伤程度的判定方法,为燃机和航空发动机热障涂层的全寿命管理提供了支撑。管理提供了支撑。管理提供了支撑。

【技术实现步骤摘要】
燃机和航空发动机热障涂层局部剥落损伤程度的评判方法


[0001]本专利技术属于燃气轮机和航空发动机
,尤其是涉及一种燃机和航空发动机热障涂层局部剥落损伤程度的评判方法。

技术介绍

[0002]燃气轮机(简称燃机)和航空发动机作为重要的发电和动力装备,广泛应用于清洁能源、电力调峰、船舰动力、空天动力等领域,具有极高的战略地位。为了开发更高效率的重型燃气轮机和航空发动机,需要不断提高燃烧器及透平进口温度,由此将导致燃机和航空发动机高温部件在远超金属允许温度的环境中运行,严重影响高温部件的使用寿命。为了保障高温部件安全稳定服役,延长重型燃气轮机的生命周期,需要在高温部件表面制备热障涂层隔热陶瓷层,以起到隔热、抗腐蚀、抗冲蚀等功能,为高温部件提供热防护,使其温度处于合理范围。
[0003]然而,热障涂层隔热陶瓷层隔热陶瓷层在高温、粒子冲蚀等耦合恶劣环境下工作时,不可避免地会产生不同程度的局部剥落,可能会降低热障涂层隔热陶瓷层的热防护性能。因此,热障涂层隔热陶瓷层隔热陶瓷层的结构完整性评价被认为是燃机和航空发动机高温部件热寿命管理的重要一环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.燃机和航空发动机热障涂层局部剥落损伤程度的评判方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、获取热障涂层隔热陶瓷层局部剥落区域的预估宽度值:利用有限元建立热障涂层隔热陶瓷层局部剥落区域的二维分析模型,确定所述热障涂层隔热陶瓷层局部剥落区域的局部剥落宽度;步骤二、建立热障涂层隔热陶瓷层局部剥落区域的热流固耦合换热模型,过程如下:步骤201、利用CATIA软件建立典型热部件的二维平面模型,其中,典型热部件的二维平面模型包括固体域平面结构和设置在所述固体域平面结构周向的流体域平面结构,所述固体域平面结构包括由下至上依次设置的高温合金基底(1)、粘结层(2)、以及隔热陶瓷层(3);步骤202、利用ANSYS软件的ICEM模块对步骤201中的二维平面模型进行网格划分,并对所述固体域平面结构和所述流体域平面结构的连接处的网格进行加密;步骤203、利用ANSYS软件的FLUENT模块对划分网格后的二维平面模型进行温度场的计算,得到所述隔热陶瓷层(3)局部剥落区域在不同局部剥落宽度下的温度场,以及粘结层(2)在不同局部剥落宽度下的温度场;步骤三、确定隔热陶瓷层局部剥落区域的边界服役条件:根据粘结层(2)和隔热陶瓷层(3)使用材料的组成状态和相结构特性,得到粘结层(2)的临界服役温度和隔热陶瓷层(3)的烧结温度,当粘结层(2)的实际温度达到粘结层(2)的临界服役温度,或者当隔热陶瓷层(3)的实际温度达到隔热陶瓷层(3)的烧结温度时,评判局部剥落的隔热陶瓷层(3)失效;步骤四、确定不同局部剥落宽度条件下隔热陶瓷层和粘结层的超温系数,过程如下:步骤401、根据步骤203中得到所述隔热陶瓷层(3)局部剥落区域在不同局部剥落宽度下的温度场,得到隔热陶瓷层(3)的超温系数;其中,为隔热陶瓷层(3)完整状态下粘结层(2)的服役温度;步骤402、根据步骤203中得到粘结层(2)在不同局部剥落宽度下的温度场,得到粘结层(2)的超温...

【专利技术属性】
技术研发人员:王铁军江鹏李定骏陈艺文孙帆巩秀芳
申请(专利权)人:东方电气集团东方汽轮机有限公司
类型:发明
国别省市:

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