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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：本发明提供一种曲面基底功能梯度热障涂层沉积应力的数值模拟方法，使用ABAQUS有限元软件建立基底沉积第i+1层涂层的三维模型，其中基底为沉积第i层涂层的曲面基底，i＝0,1,2…，i+1≤n；获取基底和涂层的材料属性和结构属性并分配给步骤S1建立的三维模型的基底和涂层上，得到三维数值模型；对功能梯度热障涂层的制备过程进行分析，建立分析步，创建涂层与涂层之间以及涂层与基底之间的相互作用，并对三维数值模型施加温度载荷，设置边界条件；分别对基底与涂层进行网格划分；提交三维数值模型进行计算，得到了沉积应力在制备过程中的演化过程，对于进一步研究功能梯度热障涂层失效形式、优化设计方案和制备过程具有重要的意义。

主权项：1.一种曲面基底功能梯度热障涂层沉积应力的数值模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：S1使用ABAQUS有限元软件建立基底沉积第i+1层涂层的三维模型，其中基底为沉积第i层涂层的曲面基底，i=0,1,2…，i+1≤n，n为涂层总数；S2获取基底以及涂层的材料属性和结构属性，将基底和涂层的材料属性和结构属性分配给步骤S1建立的三维模型的基底和涂层上，得到三维数值模型；S3对功能梯度热障涂层的制备过程进行分析，建立分析步，创建涂层与涂层之间以及涂层与基底之间的相互作用，并对三维数值模型施加温度载荷，设置边界条件；S4分别对基底与涂层进行网格划分；S5提交三维数值模型进行计算，得到每层涂层沉积时的沉积应力以及整体涂层制备完成时涂层和基底的沉积应力；步骤S3中，S3.1，创建分析步为稳态，常规；创建场输出，输出变量为应力应变，位移，作用力与反作用力，接触应力；创建历程输出，输出变量选择能量；S3.2，创建相互作用，将涂层与基底以及涂层与涂层之间的接触方式、接触属性设置为Tie绑定约束；S3.3，对三维数值模型施加温度载荷，将涂层由熔点温度降低为喷涂温度，使基底一直处于喷涂温度状态；S3.4，设置边界条件，在基底底面边缘施加了简支边界条件；步骤S5中，具体计算过程为：S5.1计算基底上沉积第i层涂层的三维数值模型在淬火时产生的沉积应力Pi，i=1,2…，i≤n，n为涂层总数，并将计算得到的沉积应力Pi导入基底上沉积i+1层涂层三维数值模型中；S5.2计算基底上沉积i+1层涂层三维数值模型在淬火时产生的沉积应力Pi+1，并将计算得到的沉积应力Pi+1导入基底上沉积i+2层涂层三维数值模型中。

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