对流换热对ZrO₂-8%Y₂O₃涂层系统力学性能的影响

陈宇慧¹，杨晓翔²，钟舜聪^2,3

1. 福州大学化学化工学院2. 福州大学机械工程及自动化学院3. 华东理工大学承压系统安全科学教育部门重点实验室

摘 要：为了研究等离子喷涂ZrO2-8%（质量分数）Y2O3热障涂层系统在对流换热过程中的力学性能,以涡轮机叶片热障涂层为分析对象,结合传热学理论,通过热-结构耦合有限元计算方法对涂层与环境换热过程进行模拟仿真,重点分析换热系数以及升温速率对叶片残余应力演变的影响。研究结果表明,涂层上表面对流换热系数越大,在升温结束时残余应力越大。对流换热系数固定时,随着升温速率的提高,最大残余应力先增大再减小,给出了对流换热系数以及升温速率的合理区域。

关键词：换热系数;升温速率;残余应力;有限元方法;ZrO2-8%Y2O3;