考慮溫度相關(guān)性功能梯度熱障涂層活塞熱分析.pdf

1、論文將功能梯度熱障涂層應(yīng)用到活塞頂部以進(jìn)行涂覆。涂層材料成分的梯度變化能有效地緩解表面陶瓷層和金屬基底接合面間的應(yīng)力,頂層的陶瓷可以起到良好的隔熱作用。因此,功能梯度熱障涂層即具有抗高溫、隔熱的熱學(xué)性能,又有金屬的力學(xué)性能。本文的具體工作如下:
　　首先,研究了功能梯度熱障梯度涂層的材料特性。選取陶瓷材料ZrO2作為隔熱材料,活塞基體材料為ZL109。運(yùn)用指數(shù)分布函數(shù)確定功能梯度層沿軸向方向的材料配比分布規(guī)律,考慮到實(shí)際加工工藝限

2、制,對(duì)延續(xù)變化的梯度層進(jìn)行了離散化。并對(duì)不同梯度指數(shù)下相應(yīng)的各層梯度層材料的物性參數(shù)(導(dǎo)熱系數(shù)、彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù))進(jìn)行了計(jì)算。
　　其次,利用經(jīng)驗(yàn)公式和半經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)合已有相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算了活塞穩(wěn)態(tài)熱分析所需的第三類熱邊界條件:各部位的溫度和換熱系數(shù)。
　　再次,在Por/E中建立三維實(shí)體模型,并利用Hypermesh將模型進(jìn)行有限元前處理。利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)的普通鋁合金活塞、單一陶瓷涂層活塞和不同的梯