铝合金圆板上碳化硅涂层热应力有限元分析

梅芳; 弓满锋; 李玲

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铝合金圆板上碳化硅涂层热应力有限元分析

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假设涂层和基体界面处于理想结合状态下,且不考虑涂层中缺陷的影响,采用有限元软件(ANSYS8.0)分析了5～30μm厚碳化硅涂层中的热变形和热应力.结果表明,在平面法线方向(z方向)上,涂层/基体系统在热应力作用下发生热屈曲,圆心处z方向热变形为0.05mm,而在边缘处2方向热变形为-0.08mm;热变形呈现轴对称的特点,其危险区域在上下表面的圆心部位,该处的热变形最大,也最容易造成该处涂层胀裂失效;对于不同直径的圆板,发生热屈曲时均存在一个类似的z方向零位移环,并且该z方向零位移环的位置与圆盘半径有关,而与涂层厚度无关;计算得出5～30μm厚碳化硅涂层中的热应力约为2.45～11.00GPa,该值远高于1mm厚4043铝合金基体中产生的热应力(24.68MPa);圆板热屈曲后拱起高度和热应力均随涂层厚度的增加而增加.

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来源
《材料导报》 |2008年第12期|125-128|共4页
作者
梅芳; 弓满锋; 李玲;
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作者单位

湛江师范学院物理系,湛江,524048;

湛江师范学院物理系,湛江,524048;

西北工业大学超高温结构复合材料国家级重点实验室,西安,710072;

湛江师范学院物理系,湛江,524048;

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正文语种 chi
中图分类工程塑性力学、工程弹性力学;非金属复合材料;
关键词
热应力; 有限元; 碳化硅; 铝合金;

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