考慮溫度相關(guān)性功能梯度熱障涂層缸套的熱彈性分析.pdf

1、本文將由陶瓷和金屬構(gòu)成的功能梯度材料運(yùn)用到柴油機(jī)缸套的內(nèi)壁上。陶瓷層具有很強(qiáng)的隔熱性能,梯度層可以緩解陶瓷和金屬由于線膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。這樣功能梯度涂層缸套既具備抗高溫氧化的能力,又滿足金屬的力學(xué)性能,有很好的應(yīng)用前景。本文具體工作可以歸納為以下幾點(diǎn):
　　 1.運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)合已有的實(shí)驗(yàn)分析曲線,計(jì)算了缸套內(nèi)部的平均換熱系數(shù)和平均燃?xì)鉁囟?研究了穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程中缸套內(nèi)層換熱系數(shù)沿缸套軸向的分布規(guī)律,確定了缸套與機(jī)架

2、間的換熱系數(shù)。
　　 2.以陶瓷ZrO2材料作為隔熱涂層,合金鋼為缸套基體材料,取功能梯度涂層的物性參數(shù)沿厚度方向按指數(shù)函數(shù)變化,針對(duì)不同的物性參數(shù)分布指數(shù),分別計(jì)算了相應(yīng)的材料參數(shù)(包括彈性模量、導(dǎo)熱系數(shù)、泊松比、線膨脹系數(shù)),并對(duì)不同分布指數(shù)下的缸套進(jìn)行了熱彈性分析。綜合考慮隔熱效果,熱應(yīng)力大小及熱應(yīng)力沿厚度方向的變化率,討論了物性參數(shù)分布指數(shù)的合理數(shù)值。
　　 3.考慮到涂層的穩(wěn)定性和實(shí)際工作中的成本問(wèn)題,需確定合