Failure and damage evaluation of thermal barrier coatings under thermal cyclic environments: multi-physics modeling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Under high-temperature adverse environments, the premature failure of air plasma spray thermal barrier coatings (APS-TBCs) is a preliminary phenomenon that can significantly limit the application of TBCs in gas turbine engines. The delamination failure of TBCs typically occurs at the interfaces between the topcoat and bond coat due to thermal mismatch stress and thermal gradient, resulting in crack propagation and final spallation failure of the coating. This paper undertakes a study of the delamination of TBCs using multi-physics methodologies. Heat transfer was cyclically implemented into the TBC model, resulting in a thermal gradient, to simulate the in-service operation of the TBC system. A variational-based sintering model for a topcoat of TBCs is incorporated into the simulation. The high-temperature creep model of the topcoat, thermal growth oxide (TGO) and bond coat is included. The stress field across the TBCs was calculated during the thermal cycles, with the location of high-stress concentration selected as the potential crack initiation site. Phase field damage modelling was conducted to study crack propagation, initially located at the high-tensile stress off-peak interface. Results indicate that at the off-peak interface, the crack propagates rapidly in the top right direction during the first few cycles, then stops propagating as the TGO thickens, because the location of the maximum principal stress is moved away from the interface. Since the accumulated stress at the crack tip at the end of cycles, cracks have the potential to propagate with a prolonged thermal cycle service.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».