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敏，朗;王子龙;胡晓飞;丹·赵;孙志;张鹏;姚伟安;布依、廷奎

热障涂层失效的化学-热-机械耦合相场框架。 （英语） Zbl 07692947号

计算。方法应用。机械。工程师。 411，文章ID 116044，27 p.（2023）.
摘要：热障涂层（TBC）系统中的失效过程可能因复杂的微观结构、材料性能失配、高温变化、失效过程中的化学反应等而变得复杂，这给建模技术带来了相当大的困难。TBC中的完整失效过程包含多种失效类型，例如，大块断裂、TC（顶涂层）/TGO（热生长氧化物）界面和TGO/BC（粘结涂层）界面的分层以及它们之间的相互作用。然而，现有的方法主要关注单一失效类型，因此在探索完整失效机制方面面临限制。在这项工作中，我们提出了一个基于热力学定律的化学-热-机械耦合相场模型，以便可以捕捉到完整的TBC断裂过程。与现有相场模型相比，本文的贡献向前迈进了一步。考虑了热传导、材料氧化和损伤之间的耦合，严格遵循热力学定律导出了基本微分方程。该模型首先通过几个基准进行了验证，然后对TBC系统的故障过程进行了多次仿真。模拟和实验表明，当TGO在冷却过程中变薄时，会发生大块断裂，TGO层的生长效应导致界面处损伤萌生，最终转化为界面分层，捕获了界面开裂和大块材料开裂的相互作用。该模型被证明是解决TBC系统故障过程的有力工具，并有望处理其他类似问题。

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MSC公司：

74甲15 固体力学中的热力学
74兰特 脆性断裂
74A45型 断裂和损伤理论

关键词：

相场模型;氧化;热障涂层;分层

软件：

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\textit{L.Min}等人，计算。方法应用。机械。工程411，文章ID 116044，27 p.（2023；Zbl 07692947）
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