孙戬
- 作品数：10 被引量：35H指数：4
- 供职机构：西北工业大学机电学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺理学航空宇航科学技术更多>>
- 热障涂层循环热生长稳定性
- 2015年
- 循环热载荷下热障涂层(TBCs)界面氧化生长的本质是陶瓷层(TC)/黏接层(BC)界面间相转变引起的界面结构和材料组织演化,同时,由于各层材料的热不匹配等因素,直接影响着涂层界面的应力场和稳定性,而该应力场和稳定性的演化是研究航空热障涂层层裂和剥落失效的关键因素。考虑氧化层增厚对应力应变场的影响,利用材料转换的方法实现氧化生长,并运用氧化扩散及弹塑性蠕变和安定理论,建立了TBCs循环热生长结构稳定性评价方法,基于试验所得氧化层生长规律,通过半圆形涂层界面模型循环氧化分析,探究了循环热生长对热障涂层应力及稳定性的影响。结果表明,从应力应变演化规律判断,TBCs局部稳定性随氧化生长而减弱,从结构应变能进行评价,随着循环氧化的进行,TBCs表现出不稳定性。
- 徐颖强孙戬李万钟陈亚亚吕凯许璠
- 关键词：蠕变能量耗散残余应力稳定性应变能热障涂层
- 纹理表面滑动摩擦稳态摩擦学性能被引量：5
- 2018年
- 基于稳态滑动摩擦系统模型,采用球-盘摩擦副定量分析研究法向载荷、滑动速度、初始表面纹理和摩擦副材料对稳态摩擦因数的影响,得到稳态摩擦因数在不同工况下的变化规律。结果表明:滑动摩擦的稳态摩擦因数与磨损率正相关,周向纹理表面的稳态摩擦因数最大,无纹理表面的稳态摩擦因数次之,径向纹理表面的稳态摩擦因数最小;无论何种初始表面形貌,随着转速的增加,稳态摩擦因数先减小后增大,随着法向载荷的增大,稳态摩擦因数呈增长趋势;较深较宽的表面纹理具有更大的稳态摩擦因数和更大的瞬时波动;稳态摩擦因数也与摩擦副材料的选取有关。
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- 滑动摩擦结合面磨合过程中的形貌演化
- 磨合是滑动摩擦结合面在服役过程中必须经过的重要磨损过程，其实质是一个摩擦副从机械加工的原始状态经动态磨损而达到稳定的低磨损阶段的过程，该过程是一个涉及表面几何特征、材料及介质的物理化学特性等多因素的动力学过程，对稳定磨损...
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- 关键词：粗糙度
- 热障涂层界面微区域热蠕变应力演化分析被引量：2
- 2014年
- 热障涂层热循环载荷下不同界面层蠕变特性是影响界面微区域残余应力变化的关键因素,探究热障涂层蠕变与残余应力的关系有助于提高热障涂层的稳定性.以热弹塑蠕变理论为依据,采用Norton蠕变模型,建立陶瓷层、氧化层、粘接层和基体四层几何分析模型,考虑不同层蠕变和蠕变程度因素,研究热循环载荷作用下涂层界面微区域应力演化规律.结果表明,蠕变参数和蠕变层数的变化影响热障涂层界面残余应力的大小和分布,这对预测热障涂层失效具有指导意义.
- 徐颖强张一弛孙戬段辰宸史祖衡
- 关键词：热障涂层蠕变热循环
- 粗糙表面弹塑性加卸载多级接触模型被引量：3
- 2015年
- 真实工程表面在微观尺度上都是粗糙的,它们之间的接触实际上是表面微凸体的接触,粗糙表面间的接触行为对接触部件的真实承载能力、摩擦磨损等性能都有重要影响,研究工程表面间的真实接触行为是摩擦学研究的主要内容之一。采用最小均方误差法得到表面轮廓抛物线拟合曲线,在最大限度近似原始表面轮廓的同时,该方法能够更好地适用于微凸体弹塑性接触加卸载模型。通过单个微凸体上的支承载荷将总体级别模型和微凸体级别模型相联系,建立粗糙表面多级接触加卸载模型。以柱面与平面接触为算例,将接触区域视为与圆柱母线平行的离散线条集合,得到微凸体法向变形量和粗糙表面真实接触面积,该模型可用于分析粗糙表面弹塑性加卸载的真实接触行为。
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- 关键词：线接触加卸载弹塑性
- 热生长下热障涂层残余应力及失效分析被引量：6
- 2016年
- 针对典型热障涂层结构以界面开裂和涂层剥落为主要失效模式,考虑界面凹凸微观形貌特征,借助材料转换的方法实现氧化生长,利用粘弹塑性有限元法,研究了氧化层热生长和蠕变等因素对热障涂层残余应力的影响,并从应力应变循环演化的角度对热障涂层系统中微裂纹的萌生位置进行了预测。结果表明,随着氧化层厚度的增大,垂直于界面方向的残余应力迅速增大;材料蠕变对热障涂层系统应力释放作用显著;从残余应力和应变演化的角度进行评价,结构中的微裂纹会率先出现在粘接层凸峰以及陶瓷层/氧化层/黏结层界面的中间位置,仿真分析结果与试验结果一致。
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- 关键词：热障涂层蠕变应力
- 基于圆筒模型的热障涂层安定分析被引量：4
- 2015年
- 热载荷作用下,由于热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)各层材料的热不匹配以及材料参数的温度相关等因素,会使热障涂层界面区域存在复杂的应力应变场,影响系统安定性,并导致涂层开裂和剥落.将热障涂层外凸和内凹微观界面结构简化为多层圆筒模型,借助经典机动安定定理,利用特雷斯卡(Tresca)屈服准则和增量破坏准则处理对时间的积分问题,避免了常规安定性分析的数学规划问题,建立了热障涂层安定极限分析方法,将材料屈服强度随温度变化关系简化为双线性关系,利用补偿变换的方法简化求解过程,对典型热障涂层安定性进行了研究.结果表明,利用基于圆筒的安定极限分析方法,能够方便求解安定极限,便于工程应用;热障涂层安定极限值明显高于弹性设计值,且界面外凸区域安定极限高于内凹区域极限值,结构首先在内凹处失效;圆筒模型基体曲率和涂层厚度越大,结构安定极限越高,分析结果与试验结果一致;所建立的热障涂层安定分析方法,对进一步研究考虑蠕变因素影响的热障涂层安定性具有重要意义.
- 徐颖强孙戬李万钟张一弛陈亚亚
- 关键词：热障涂层
- 滑动摩擦结合面磨合磨损表征方法与影响因素被引量：12
- 2017年
- 定量分析研究磨合磨损的表征方法与影响因素对于获得低磨损率的稳定持续工作状态、保证摩擦副工作性能和使用寿命都具有重要意义。基于质量磨损量,构建了滑动摩擦磨合磨损的表征方法,得到一种新的磨合磨损相关参数计算模型。采用球-盘摩擦副,得到磨削抛光表面、周向纹理表面与径向纹理表面3种表面形貌的样件在不同工况下的质量磨损量,分析了法向载荷、滑动速度和初始表面状态3种因素对摩擦副结合面磨合磨损的影响,推出磨合磨损阶段的质量磨损率和磨损系数随时间的变化规律。结果表明:载荷和转速均与初始质量磨损率正相关;在磨合磨损初期,周向纹理表面的质量磨损量和质量磨损率较高;在整个磨合磨损过程中,磨削抛光表面的磨损系数较为稳定,径向纹理表面的磨损率最低,而钢球对磨件的磨损量却最大,在低速或低载时体现的尤为明显。
- 李万钟徐颖强孙戬刘楷安曾天微
- 关键词：磨损率表面形貌
- 热障涂层安定性理论及其稳定性研究
- 利用热障涂层技术能够有效提升航空动力设备热承载能力和热效率，是一种十分重要的表面工程技术。但实际应用和试验研究发现，由于热循环下的多层结构热失配以及界面氧化等因素，涂层过早剥落失效仍十分普遍。结构安定性分析用于确定复杂循...
- 孙戬
- 关键词：热障涂层残余应力稳定性分析
- 文献传递
- 热载荷下热障涂层表-界面裂纹间的相互影响被引量：5
- 2019年
- 针对高温热载荷条件下APS制热障涂层裂纹失效问题,基于涂层系统热弹、热弹塑性本构关系,考虑陶瓷层/氧化层/粘结层界面凹凸形貌,依据表、界面裂纹位置、性质不同,分别运用断裂力学和损伤力学理论建立裂纹演化模型,结合围线积分和内聚力单元法,分析了热载荷下表、界面裂纹断裂参量及开裂状态,研究了陶瓷层表面裂纹与粘结层/氧化层界面裂纹间的相互影响,揭示了热、力、化多场耦合下的裂纹失效机理。结果表明,表面裂纹大幅改变界面微区域的应力分布状态,靠近界面时能使界面裂纹扩展程度整体增加20%,且相邻凸峰处开裂非均匀性可达81%,表面裂纹断裂参量主要受多层结构热失配及缺陷主导,界面裂纹对其影响相对较小,分析结果与试验结果一致。
- 吕凯徐颖强孙戬李征赵兴
- 关键词：热障涂层界面应力
