重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件熱障涂層局部剝落損傷程度判定準(zhǔn)則1厚度變化規(guī)律的預(yù)測(cè)方法，以及高溫部件(以MarM247基材+熱障涂層(TBCs)為例)在高溫23重型燃?xì)廨啓C(jī)作為重要的發(fā)電和動(dòng)力裝備，廣泛應(yīng)用于清潔能源、電力調(diào)峰、船艦動(dòng)力等領(lǐng)域，具有極高的戰(zhàn)略地位。為了開發(fā)更高效率的重型燃?xì)廨啓C(jī)，需要不斷提高燃燒器及透平進(jìn)口溫度，由此將導(dǎo)致燃機(jī)高溫部件在遠(yuǎn)超金屬允許溫度的環(huán)境中運(yùn)行，嚴(yán)重影響高溫部件的使用壽命。為了保障高溫部件安全穩(wěn)定服役，延長(zhǎng)重型燃?xì)廨啓C(jī)的生命周期，需要在然而，熱障涂層隔熱陶瓷層在高溫、燃?xì)飧g、交變應(yīng)力等耦合惡劣環(huán)境下工作時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生不同程度的局部剝落，會(huì)降低熱障涂層的熱防護(hù)性能。因此，熱障涂層的結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)被認(rèn)為是燃機(jī)高溫部件熱壽命管理的重要一環(huán)。研究者們認(rèn)為，存在一個(gè)臨界局部剝落尺寸值：當(dāng)剝落區(qū)域小于此值時(shí)，熱障涂層損傷程度較小，仍然能夠?yàn)楦邷夭考釋?dǎo)致高溫部件超溫、燒損失效。目前，工程界從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)定義了若干種涂層局部剝落的臨界面積占比，比如5%、12%、20%等，但由于缺少理論和模擬支撐，這些臨界剝落尺寸尚未得到綜上所述，現(xiàn)有的局部剝落損傷程度的判斷方法存在評(píng)估方式簡(jiǎn)單、缺乏理論支撐和模擬分析等缺點(diǎn)，因此，亟須建立起一種熱障涂層局部剝落后的損傷程度的判斷規(guī)范，及時(shí)對(duì)受損后熱障涂層的性能進(jìn)行有效評(píng)估，從而為熱障涂層及高溫合金葉片的安全服役提供保障針對(duì)現(xiàn)在燃機(jī)高溫部件用熱障涂層局部剝落損傷程度的無評(píng)判準(zhǔn)則問題，基于熱流固耦合換熱模型，獲得了熱障涂層在不同局部剝落寬度條件下各層的服役狀態(tài)，并開展燃?xì)鉄釠_擊環(huán)境下熱障涂層關(guān)鍵位置的溫度測(cè)量，驗(yàn)證有限元計(jì)算結(jié)果；在此基礎(chǔ)上，以溫度場(chǎng)的變化為基準(zhǔn)，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)熱障涂層的損傷程度進(jìn)行判斷，可有效提升熱障涂層結(jié)構(gòu)完整性的評(píng)價(jià)能力，為燃機(jī)高溫部件的全壽命管理5結(jié)構(gòu)5.1熱障涂層系統(tǒng)安全服役的臨界剝落直徑以燃?xì)鈦砹鳒囟萒?=1720K為例，背冷環(huán)境溫度T。=300K,熱交換系數(shù)為hc=6804陶瓷層厚度t分別為0.2mm,0.3mm,0.4mm,0.5mm,0.6mm直徑Dc為7.5mm。5直徑Dc為6.5mm。DiameterofSpallationar66DiameterofSpallationar6.2范圍積隨涂層厚度變化規(guī)律的預(yù)測(cè)方法，以及高溫部件(以MarM247為例)在高溫環(huán)境下67(規(guī)范性)8