高温合金材料热循环性能测试仿真及实验平台研制

发布时间：2024-05-18 08:33

　　航空航天器上所选用材料,多为合金材料,由于空间环境的复杂性和多变性,常规材料往往不能满足实际需求,需要研制具有特殊成分、特殊配比、特殊加工工艺的新型材料。对于新型材料的研究与测试,尤其是对合金材料在高温空气环境下的抗热循环性能进行研究成为航天技术发展过程中的重要一环。在民用、工业等领域,对于合金材料的抗热循环性能进行测试也非常重要。研制一种能够简便、准确、快速地对合金材料在高温空气环境下的抗热循环性能进行仿真及测试的平台非常重要。本文推导建立了合金材料试样热循环过程中表面的二维瞬态传热模型,并确定了求解其温度场分布的边界条件。采用有限元理论建立了对二维瞬态传热模型进行数值计算的理论模型。使用COMSOL软件建立了对温度场进行仿真的平台,能够对试样表面温度场分布进行仿真计算。搭建了对合金材料试样进行热循环实验的实验平台,主要包括加热及测温系统、温度控制系统、数据处理及控制系统。使用建立的仿真平台对三种合金材料试样的热循环过程进行仿真计算。另外,对于可能发生氧化的合金材料,对其不同氧化厚度情况下的热循环过程进行仿真计算,得到不同情况下试样的表面温度场分布与温度变化曲线。最后对三种合金材料试...

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