一种热生长氧化层特征的智能识别方法

发布时间：2024-05-15 04:18

　　航空发动机是被誉为“工业制造皇冠上的明珠”,是航空航天事业发展的关键部件。但其关键技术被美、英、俄等军事强国所垄断,我国尚不掌握,属于国家重大需求,为此我国2016年设立了两机重大专项。其中航空发动机热障涂层是保障发动机涡轮叶片在高温环境下可靠工作的关键防护材料,主要用于降低基材表面温度和抵抗多种环境降解机制。热障涂层服役环境恶劣,一旦其剥落失效,将会引起发动机部件局部超温、烧损,导致灾难性后果。热障涂层在温度较高的工作环境下会形成热生长氧化物(TGO)致使热障涂层两个连接层界面处生长应力会迅速增大。如果TGO界面的应力到达其损坏的临界值时,热障涂层内部就会出现裂纹等缺陷。本文通过热振实验模拟了热障涂层在接近真实条件下的工作环境针对TGO失效过程展开研究,首先将热振后的试样材料进行切割、抛光、热障涂层断面TGO厚度图像采集,之后建立数据集。其次针对TGO图像纹理复杂等特性对VGG-16模型的卷积核大小进行调整,采用5×5与7×7卷积核来增大感受野,并对卷积核的移动步幅进行调整。改进算法为Conv Net-1与Conv Net-2,在增加卷积核的同时增大卷积核移动步长以减小参数。在改进完...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1经过不同热循环次数的热振涂层TGO特征图

条件作用下工作，陶瓷层与TGO界面会出现裂纹，随着热循环的时间和次数的增加裂纹逐渐增大导致最终的陶瓷层分离。Busso[13]通过有限元数值模拟仿真的计算方法分析研究了热障涂层失效的基本模式和循环的大致寿命，在其研究的方法中裂纹的扩展失效的基本模式与Herzog的试验结果有很好的....

图2-1总体研究方案

总体方案设计72总体方案设计热生长氧化物(TGO)是热障涂层在高温高压的工作环境中工作中，粘结层发生高温氧化而生成的氧化物层，TGO在陶瓷层与粘结层之间，其厚度的正常范围约为小于8μm，主要成分为α-Al2O3[31]。在实验设计环节，通过小批量材料的实验研究发现，航空发动机热障....

图2-2原始热障涂层试样Fig.2-2Sampleoforiginalthermalbarriercoating

西安理工大学硕士学位论文8依靠高温金属基体的表面粗糙的结构和涂层材料之间形成的相互粘接的结合力提供的[34]。制作试样以直径为50mm厚度为10mm的镍基合金，粘结层是厚度为70-80μm，层面是厚度为210-220μm的YSZ涂层,制备了300个试样，部分试样如图2-2所示。图....

图2-3热振后的部分试样Fig.2-3Somesamplesafterthermalvibration

西安理工大学硕士学位论文8依靠高温金属基体的表面粗糙的结构和涂层材料之间形成的相互粘接的结合力提供的[34]。制作试样以直径为50mm厚度为10mm的镍基合金，粘结层是厚度为70-80μm，层面是厚度为210-220μm的YSZ涂层,制备了300个试样，部分试样如图2-2所示。图....

本文编号：3973893