冷却气膜孔对涡轮叶片热障涂层失效影响的数值研究
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摘要
航空发动机涡轮叶片上的冷却气膜孔使热障涂层的服役环境变得非常复杂,研究冷却气膜孔对涡轮叶片热障涂层的失效影响尤为重要。本研究针对某型号的涡轮叶片热障涂层系统,建立了真实的三维固体场和流体场有限元模型,采用流固耦合数值模拟,得到了冷却通道以及不同冷却气膜孔的真实涡轮叶片热障涂层系统的温度场和应力场,分析了冷却气膜孔附近区域的应力变化规律。研究发现:冷却气膜孔附近区域的温度变化大,应力相比于其他区域也有明显的较大变化,即冷却气膜孔附近的热障涂层更容易剥落;与另外两种形状的气膜孔相比,圆形气膜孔附近的应力变化更小,涂层更不易剥落。
引文