[发明专利]热障涂层冲蚀率模型及含涂层涡轮叶片冲蚀工况模拟方法

摘要

本发明公开了对热障涂层高温冲蚀率模型的训练方法和具有热障涂层的涡轮叶片冲蚀工况的模拟方法。训练方法包括：建立待拟合的冲蚀率模型；基于器件样品的热障涂层不同冲蚀角度下和不同速度的冲蚀颗粒下的冲蚀率，得到热障涂层高温冲蚀率模型。冲蚀工况模拟方法包括：建立与涡轮叶片几何模型相对应的外流场模型；对外流场模型进行组装处理，生成流体计算域模型；基于热障涂层高温冲蚀率模型对流体计算域模型进行计算，得到外流场燃气速度场数据、冲蚀颗粒运动轨迹数据和热障涂层被冲蚀量数据。本发明将商用有限元软件作为平台，成本低，同时考虑燃气中夹带不同粒径冲蚀粒子和涡轮叶片的复杂几何形状的关键因素，定量预测涡轮叶片热障涂层冲蚀失效。

主权项

1.一种对热障涂层高温冲蚀率模型的训练方法，包括：建立待拟合的冲蚀率模型(1)，所述待拟合的冲蚀率模型包含待拟合参数，所述待拟合的冲蚀率模型的表达式为：其中，E为冲蚀率，α为冲蚀角度，HC为热障涂层的硬度，HP为冲蚀颗粒的硬度，Γ为热障涂层的断裂韧性，ρ为热障涂层的密度，h为热障涂层的内部薄层厚度，v为冲蚀颗粒的速度，n1、n2、Ke为待拟合参数；获取器件样品的热障涂层在不同冲蚀角度下的冲蚀率；获取器件样品的热障涂层在不同速度的冲蚀颗粒下的冲蚀率；基于所述不同冲蚀角度下的冲蚀率和不同速度的冲蚀颗粒下的冲蚀率，对所述冲蚀率模型进行拟合计算，求出待拟合参数，得到热障涂层高温冲蚀率模型。