带隔热涂层构件界面裂纹分析边界元法及应用

作     者：郭振旺 

作者单位：西北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陆山

授予年度：2003年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：边界无法 热障涂层 多层结构 热应力 温度场 近奇异积分 界面裂纹 应力强度因子 

摘      要：本文致力于带热障涂层构件的热应力及断裂特性分析边界元法研究及应用。 本文将薄体多层结构边界元法分析推广用于开环型多层结构分析，进一步丰富了以前的研究成果，并利用它分析航空发动机带热障涂层叶片热应力。 基于边界元法、断裂力学等基本理论，本文导出了带热障涂层构件界面裂纹的断裂特性分析边界元法公式;结合先进的近奇异积分技术处理裂尖元的近奇异积分，利用位移法计算层间界面裂纹的应力强度因子。通过算例验证了本文理论方法及程序的合理性和正确性。最后，利用本文提出的边界元方法对某热障涂层涡轮叶片温度场、热应力及层间裂纹应力强度因子进行数值分析，得到一些可供热障涂层叶片设计借鉴的结果和建议，为今后带热障涂层叶片设计提供了有益的数据及经验。本文提出的方法及分析系统可作为热障涂层构件设计的有效工具。经可查阅的公开发表文献检索，采用边界元法分析隔热涂层构件界面裂纹应力强度因子本文工作在国内属首次尝试。