以航空用发动机涡轮叶片热障涂层为研究对象,紧紧围绕热障涂层的损伤破坏模式识别和声发射信号的统计分析进行了系统的研究。 1. 热障涂层损伤失效模式的声发射信号检测和识别。发展了利用小波变换对等离子喷涂热障涂层拉伸失效过程中声发射信号的检测方法,通过计算不同小波尺度下的能量与总能量的比值确定声发射信号能量分布的主要频率段,进而确定了裂纹模式。发现了声发射信号小波变化后的三种典型的小波特征能谱系数分布。在基底屈服之前,涂层的损伤主要是陶瓷层内的表面垂直裂纹,基底屈服后,随着表面垂直裂纹的增多及扩展,界面裂纹逐步增多,并逐渐占据涂层失效的主导形式。 2. 声发射信号的时空统计分布。统计分析发现热障涂层在各种失效模式下的声发射事件数与应力或加载时间呈幂函数关系,预示热障涂层损伤演化逐渐趋于一临界点。据此提出了一简单的预测热障涂层破坏时间的统计模型。此外,还解决了与热障涂层损伤演化过程密切相关的几个问题如应变场的检测方法、性能表征、尺寸效应及有限元模型等。 在该项目的资助下,已发表学术论文9篇,其中影响因子1.5以上的 SCI源刊论文7篇;在学科建设、人才交流和培养方面也取得了一定的成绩。
英文主题词Thermal barrier coating; damage and failure mode; acoustic emission signal; non-destructive evaluation; statistical analysis