عضو شوید
عضویت سریع
تبادل لینک هوشمند 
آمار مطالب
آمار بازدید
فهرست شکل‌هاعنوانصفحه
TOC \h \z \c “شکل” شکل 11- مودهای سه گانه ترک PAGEREF _Toc422633384 \h 4شکل 12- مدل کردن یک سطح مشترک با المان ناحیه‌ی چسبنده [4] PAGEREF _Toc422633385 \h 5شکل 13- استفاده از پوشش‌های سد حرارتی بر روی پره‌های توربین گاز و موتور هواپیماها PAGEREF _Toc422633386 \h 7شکل 14- توزیع لایه‌ها در پوشش‌های سد حرارتی از نوع EB-PVD TC [4] PAGEREF _Toc422633387 \h 8شکل 15- توزیع کیفی دما در طول ضخامت پوشش سد حرارتی [9] PAGEREF _Toc422633388 \h 10شکل 21- (الف) محل‌های برش بر روی نمونه، (ب) سطح نمونه پس از بارگذاری، (ج) سطح مقطع‌های برش‌خورده‌ی نمونه [21] PAGEREF _Toc422633389 \h 16شکل 22- سطح‌مقطع نمونه مکان‌های مشخص‌شده در حالت (الف) شکل 21 تحت بار خستگی [22] PAGEREF _Toc422633390 \h 17شکل 23- سطح مقطع نمونه‌ی استوانه توخالی مکان‌های مختلف در راستای شعاع با افزایش دما [22] PAGEREF _Toc422633391 \h 18شکل 24- تخریب پوشش پیوندی برای نمونه‌ی استوانه‌ی توخالی تحت گرادیان حرارتی سه‌بعدی [22] PAGEREF _Toc422633392 \h 19شکل 25- حالات جدایش براساس نوع پوشش فوقانی، (الف) APS TC، (ب) EB-PVD TC [13] PAGEREF _Toc422633393 \h 20شکل 26- مکانیزم‌های تخریب ناشی از هندسه‌ی لایه‌ی اکسید، (الف) حالت موجی‌شکل، (ب) رشد ضخامت موضعی غیرهمگن [13] PAGEREF _Toc422633394 \h 20شکل 27- مدل مکانیکی ساده برای بررسی اثر رشد لایه‌ی اکسید: (الف) مدل بدون لایه‌ی اکسید، (ب) مدل با لایه‌ی اکسید [23] PAGEREF _Toc422633395 \h 21شکل 31- نمایش پوشش و زیرلایه‌ی اصلی در نمونه PAGEREF _Toc422633396 \h 24شکل 32- ریزساختار و ضخامت لایه‌های پوشش قبل از انجام آزمایش‌ها PAGEREF _Toc422633397 \h 25شکل 33- دستگاه خستگي حرارتي: (الف) در حالت درب بسته هنگام اعمال بار مکانيکي، (ب) طرح محفظه دستگاه در حالت درب باز PAGEREF _Toc422633398 \h 26شکل 34- (الف) ماژول دریافت داده ترموکوپل و مبدل USB، (ب) ترموکوپل نوع K پایه‌بلند PAGEREF _Toc422633399 \h 26شکل 35- نقاط اندازه‌گیری دما روی نمونه با توجه به قرارگیری روی تکیه‌گاه‌ها PAGEREF _Toc422633400 \h 27شکل 36- دمای بیشینه‌ی نقاط روی پوشش و سطح بیرونی زیرلایه‌ی اصلی در راستای طول قطعه PAGEREF _Toc422633401 \h 27شکل 37- تغییرات دما در یک سیکل حرارتی در نقاط Dc و Ds PAGEREF _Toc422633402 \h 28شکل 38- (الف) انجام آزمایش خستگی حرارتی- مکانیکی، (ب) شکل نمادین نحوه اعمال بار حرارتی به‌وسیله‌ی المنت و بار مکانيکي خمشي ثابت PAGEREF _Toc422633403 \h 29شکل 39- (الف) هندسه‌ی بارگذاری مکانیکی خمشی چهارنقطه‌ای، (ب) منحنی ممان خمشی در طول قطعه برای بار اعمالی نشان داده شده در حالت (الف) PAGEREF _Toc422633404 \h 29شکل 310- منحنی تنش طولی بین دو تکیه‌گاه وسط در راستای ضخامت قطعه: (الف) با بار N 500، (ب) با بار N 300 PAGEREF _Toc422633405 \h 30شکل 311- منحنی عمر نمونه‌ها در دمای بیشینه‌ی سیکل حرارتی oC 1170 برحسب تنش کشش اعمالی بر پوشش فوقانی PAGEREF _Toc422633406 \h 31شکل 312- نمونه‌ی اول: (الف) قبل از آزمایش، (ب) بعد از سیکل 100 ام، (ج) بعد از سیکل 130 ام PAGEREF _Toc422633407 \h 32شکل 313- نمونه‌ی اول: (الف) ترک‌های سطحی روی پوشش فوقانی ، (ب) جدایش پوشش فوقانی PAGEREF _Toc422633408 \h 33شکل 314- نمونه‌ی دوم: (الف) قبل از آزمایش، (ب) بعد از سیکل 64 ام PAGEREF _Toc422633409 \h 33شکل 315- نمایش محل برش‌های انجام‌شده بر روی نمونه‌ها PAGEREF _Toc422633410 \h 34شکل 316- نمونه به همراه صفحه‌ی فلزي محافظ PAGEREF _Toc422633411 \h 35شکل 317- (الف) استفاده از دستگاه سنباده‌زنی دوار برای آماده‌سازی سطح، (ب) بررسی صافی سطح با میکروسکوپ نوری PAGEREF _Toc422633412 \h 35شکل 318- سطح مقطع برش AB در نمونه‌ی اول PAGEREF _Toc422633413 \h 37شکل 319- سطح مقطع برش BC در نمونه‌ی اول PAGEREF _Toc422633414 \h 37شکل 320- سطح مقطع برش D در نمونه‌ی اول PAGEREF _Toc422633415 \h 37شکل 321- سطح مقطع برش AB در نمونه‌ی دوم PAGEREF _Toc422633416 \h 39شکل 322- سطح مقطع برش BC در نمونه‌ی دوم PAGEREF _Toc422633417 \h 39شکل 323- سطح مقطع برش D در نمونه‌ی دوم PAGEREF _Toc422633418 \h 39شکل 324- عکس‌های با تکنیک الکترون ثانویه از سطح مقطع برش‌های AB، BC و D در نمونه‌ی اول به ترتیب از راست به چپ PAGEREF _Toc422633419 \h 40شکل 325- عکس‌های با تکنیک الکترون ثانویه از سطح مقطع برش‌های AB، BC و D در نمونه‌ی دوم به ترتیب از راست به چپ PAGEREF _Toc422633420 \h 40شکل 41- مدل نمونه‌ی استوانه‌ای بکار رفته در [9] PAGEREF _Toc422633421 \h 43شکل 42- (الف) بارگذاری حرارتی دیواره‌ی بالایی مدل، (ب) شرایط مرزی دیواره‌های کناری مدل [9] PAGEREF _Toc422633422 \h 44شکل 43- مقایسه‌ی کانتور تنش در شبکه‌بندی‌هایی با تعداد المان‌های متفاوت برای بررسی استقلال از شبکه، (الف) 696 المان، (ب) 3003 المان و (ج) 7000 المان PAGEREF _Toc422633423 \h 46شکل 44- (الف) کانتور تنش بدست‌آمده از مدلسازی این پژوهش، (ب) کانتور تنش بدست‌آمده در [9] PAGEREF _Toc422633424 \h 47شکل 45- نگاه کلی به کانتور تنش کششی مدل استوانه‌ی توخالی PAGEREF _Toc422633425 \h 48شکل 46- کانتور تنش در حالت (الف) کششی و (ب) فشاری در انتهای بارگذاری حرارتی PAGEREF _Toc422633426 \h 48شکل 47- کانتور تنش در لایه‌ی اکسید PAGEREF _Toc422633427 \h 48شکل 48- (الف) ایجاد تنش کششی بزرگی در قله‌ی لایه‌ی TGO [13]، (ب) کانتور تنش و نواحی کششی و فشاری در پوشش فوقانی [28] PAGEREF _Toc422633428 \h 49شکل 49- نیم‌دامنه‌ی بالای لایه‌ی اکسید در حالت (الف) کششی و (ب) فشاری PAGEREF _Toc422633429 \h 50شکل 410- مدل ساده هندسه‌ی نیم‌دامنه بالای لایه اکسید، نواحی کششی و فشاری و مرتبه‌ی تنش PAGEREF _Toc422633430 \h 50شکل 411- تحلیل تنش مدل ساده هندسه‌ی نیم‌دامنه بالای لایه اکسید، (الف) کششی و (ب) فشاری PAGEREF _Toc422633431 \h 50شکل 412- تنش‌های کششی و فشاری بین لایه‌های مختلف برای مدل نیم‌دامنه‌ی بالا PAGEREF _Toc422633432 \h 51شکل 413- نیم‌دامنه‌ی پایین لایه‌ی اکسید در حالت (الف) کششی و (ب) فشاری PAGEREF _Toc422633433 \h 52شکل 414- مدل ساده هندسه‌ی نیم‌دامنه بالای لایه اکسید، نواحی کششی و فشاری و مرتبه‌ی تنش PAGEREF _Toc422633434 \h 52شکل 415- تحلیل تنش مدل ساده هندسه‌ی نیم‌دامنه بالای لایه اکسید، (الف) کششی و (ب) فشاری PAGEREF _Toc422633435 \h 52شکل 416- تنش‌های کششی و فشاری بین لایه‌های مختلف برای مدل نیم‌دامنه‌ی پایین PAGEREF _Toc422633436 \h 53شکل 417- الگوی تقریبی برای نواحی کششی و فشاری PAGEREF _Toc422633437 \h 53شکل 418- (الف) بخشی از مدل و شبکه‌بندی ایجادشده در نرم‌افزار، (ب) شکل نمادین لایه‌های مختلف و ابعاد مربوطه PAGEREF _Toc422633438 \h 55شکل 419- شکل شماتیک سیکل‌های بارگذاری حرارتی بر روی سطح خارجی و داخلی نمونه‌ها PAGEREF _Toc422633439 \h 58شکل 420- (الف) بار حرارتی برحسب زمان با دمای بیشینه‌ی oC 950 و 1050، (ب) نرخ کرنش اکسایش لایه‌ی اکسید آلومینیوم با ضخامت اولیه‌ی μm 5/0 ناشی از بارهای حرارتی منحنی (الف) PAGEREF _Toc422633440 \h 60شکل 421- تعیین جهت ماده برای لایه‌ی اکسید در آباکوس PAGEREF _Toc422633441 \h 61شکل 422- نمایش فرآیند فیزیکی آسیب و ایده‌آل‌سازی با مدل ناحیه‌ی چسبنده با ضخامت صفر PAGEREF _Toc422633442 \h 62شکل 423- حالات قانون تنش- جدایی: (الف) و (ب) مدل نیدلمن، (ج) هیلربورگ، (د) بازانت، (ه) شیدر، (و) تاورگارد و هاتچینسون PAGEREF _Toc422633443 \h 63شکل 424- آرایش نمونه‌ی مورد بررسی در تست چسبندگی پوشش‌های سد حرارتی [36] PAGEREF _Toc422633444 \h 64شکل 425- حالات امکان‌پذیر برای مدلسازی منحنی تنش- جدایی در آباکوس: (الف) نرم‌شوندگی خطی، (ب) نرم‌شوندگی جدولی، (ج) نرم‌شوندگی نمایی، (د) نرم‌شوندگی خطی PAGEREF _Toc422633445 \h 65شکل 426- کانتور تنش S22 در مدل اول در زمانهای: (الف) s 54/10= t، (ب) s 32/30= t، (ج) s 28/42= t، (د) s 910= t، PAGEREF _Toc422633446 \h 67شکل 427- نتیجه‌ی کانتور تنش S22 در مدل دوم پس از 64 سیکل PAGEREF _Toc422633447 \h 68شکل 428- کرنش تورمی در راستای ضخامت لایه‌ی اکسید به صورت سیکلی برحسب زمان PAGEREF _Toc422633448 \h 68شکل 429- نتیجه‌ی کانتور تنش S22 در مدل سوم پس از 55 سیکل PAGEREF _Toc422633449 \h 69شکل 430- نتیجه‌ی کانتور تنش S22 در مدل سوم پس از 55 سیکل در اطراف ترک PAGEREF _Toc422633450 \h 69شکل 431- تنش بیشینه‌ی S22 برحسب شماره‌ی سیکل در مدل سوم PAGEREF _Toc422633451 \h 70شکل 51- مدل نمادین لایه‌ها و خمش حاصل از کرنش غیریکنواخت ناشی از بارگذاری حرارتی [38] PAGEREF _Toc422633452 \h 72شکل 52- مدل یک‌بعدی اجزا محدود برای پوشش چندلایه‌ای سد حرارتی PAGEREF _Toc422633453 \h 78شکل 53- نمایش نمادین جدایش بین لایه‌ها در پوشش‌های چندلایه PAGEREF _Toc422633454 \h 78شکل 54- حالات مختلف تاریخچه‌ی حرارتی برای شبیه‌سازی شرایط کاری توربین‌های گاز (الف) خطی، (ب) هموار (ج) نمایی PAGEREF _Toc422633455 \h 80شکل 55- شرایط مرزی اعمال‌شده برای دو سطح بالا و پایین، (الف) حالت کند، (ب) حالت سریع، (ج) حالت بسیار سریع PAGEREF _Toc422633456 \h 83شکل 56- توزیع دمای پایدار در انتهای فرآیند سکون حرارتی و شروع فرآیند سرمایش PAGEREF _Toc422633457 \h 84شکل 57- (الف) یک جسم خمیده تحت ممان خمشی، (ب) سطح مقطع طولی در صفحه‌ی تقارن جسم خمیده، (ج) سطح مقطع عرضی جسم و تنش ایجادشده ناشی از خمش PAGEREF _Toc422633458 \h 86شکل 58- جدایش بین لایه‌ها ناشی از اختلاف انرژی کرنشی بخش‌های مختلف مشخص‌شده PAGEREF _Toc422633459 \h 90شکل 59- توزیع یک‌بعدی دما در ضخامت لایه‌ها، بدست‌آمده از نرم‌افزار آباکوس PAGEREF _Toc422633460 \h 91شکل 510- خمش لایه‌های مدل یک‌تکه تحت بار حرارتی PAGEREF _Toc422633461 \h 92شکل 511- (الف) مدل یک‌تکه، (ب) مدل دوتکه PAGEREF _Toc422633462 \h 92شکل 512- خمش و جدایش بین‌لایه‌ای تحت بار حرارتی در مدل دوتکه PAGEREF _Toc422633463 \h 93شکل 513- توزیع دما در لایه‌ها: (الف) در بازه‌های 10 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش کند، (ب) در بازه‌های 5/0 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش سریع، (ج) در بازه‌های 1/0 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش بسیار سریع PAGEREF _Toc422633464 \h 94شکل 514- تغییرات توزیع تنش Sxx در لایه‌ها: (الف) در بازه‌های 10 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش کند، (ب) در بازه‌های 5/0 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش سریع، (ج) در بازه‌های 1/0 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش بسیار سریع PAGEREF _Toc422633465 \h 96شکل 515- نرخ رهایش انرژی برای مدل با سطح مشترک جدا از هم: (الف) در بازه‌های 10 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش کند، (ب) در بازه‌های 5/0 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش سریع، (ج) در بازه‌های 1/0 ثانیه‌ای طی فرآیند سرمایش بسیار سریع PAGEREF _Toc422633466 \h 98شکل 516- توزیع دما تحت سرمایش بسیار سریع یکثانیهای بدست‌آمده از حل آباکوس: (الف) مدل یک‌تکه، (ب) مدل دوتکه PAGEREF _Toc422633467 \h 99شکل 517- توزیع تنش در راستای محور x تحت سرمایش بسیار سریع یکثانیهای: (الف) مدل یک‌تکه، (ب) مدل دوتکه PAGEREF _Toc422633468 \h 100شکل 518- نرخ رهایش انرژی طی فرآیند سرمایش بسیار سریع یکثانیهای بدست‌آمده از آباکوس PAGEREF _Toc422633469 \h 101شکل 519- منحنی هفت نرخ سرمایش متفاوت PAGEREF _Toc422633470 \h 101شکل 520- نرخ رهایش انرژی سطح مشترک جدا از هم طی فرآیند سرمایش در هفت نرخ سرمایش PAGEREF _Toc422633471 \h 102شکل 521- منحنی نسبت قله‌ی نرخ رهایش انرژی به مقدار آن در حالت سرد برحسب نرخ سرمایش PAGEREF _Toc422633472 \h 103شکل 522- نرخ رهایش انرژی برای سطح مشترک جدا از هم طی فرآیند سرمایش با هفت نرخ متفاوت بدست‌آمده از آباکوس PAGEREF _Toc422633473 \h 103شکل 523- منحنی نسبت قله‌ی نرخ رهایش انرژی به مقدار آن در حالت سرد برحسب نرخ سرمایش بدست‌آمده از آباکوس PAGEREF _Toc422633474 \h 104شکل 524- منحنی نسبت قله‌ی نرخ رهایش انرژی به مقدار آن در بی‌نهایت برحسب نرخ سرمایش برای ضخامت‌های متفاوت زیرلایه‌ی اصلی PAGEREF _Toc422633475 \h 105شکل 525- منحنی نرخ بحرانی سرمایش برحسب ضخامت زیرلایه‌ی اصلی PAGEREF _Toc422633476 \h 105شکل 526- توزیع دما در لایه‌ها در بازه‌های 1/0 ثانیه‌ای طی فرآیند گرمایش بسیار سریع PAGEREF _Toc422633477 \h 106شکل 527- توزیع تنش راستای محور x در لایه‌ها در بازه‌های 1/0 ثانیه‌ای طی گرمایش بسیار سریع PAGEREF _Toc422633478 \h 106شکل 528- نرخ رهایش انرژی برای سطح مشترک جدا از هم طی فرآیند سرمایش با نرخ 1/0τ=، منحنی بنفش (بالاتر) جدایش بین پوشش پیوندی و فوقانی، منحنی آبی (پایین‌تر) جدایش بین زیرلایه‌ی اصلی و پوشش پیوندی PAGEREF _Toc422633479 \h 107شکل 529- شرایط مرزی با نه نرخ سرمایش: (الف) سطح پوشش، (ب) سطح بیرونی زیرلایه‌ی اصلی PAGEREF _Toc422633480 \h 109شکل 530- نرخ رهایش انرژی نمونه‌های مورد آزمایش طی فرآیند سرمایش برای نه نرخ متفاوت PAGEREF _Toc422633481 \h 109شکل 531- منحنی نسبت قله‌ی نرخ رهایش انرژی به مقدار آن در حالت سرد برحسب نرخ سرمایش PAGEREF _Toc422633482 \h 110
فهرست علايم و اختصاراتعنوانعلامت اختصاريعنوانعلامت اختصاری
از ضرایب رابطه‌ی اکسایش A0 انرژی چسبندگی در مود اول جدایش GIC
طول ترک a انرژی کرنشی در مود دوم جدایش GII
ضرایب دو معادله تعادل نیرو و گشتاور a11 انرژی چسبندگی در مود دوم جدایش GIIC
ضرایب دو معادله تعادل نیرو و گشتاور a12 انرژی کرنشی در مود سوم جدایش GIII
ضرایب دو معادله تعادل نیرو و گشتاور a21 انرژی چسبندگی در مود سوم جدایش GIIIC
ضرایب دو معادله تعادل نیرو و گشتاور a22 مجموع انرژی کرنشی مود دوم و سوم GShearآلومینیوم Al مجموع انرژی کرنشی سه مود جدایش GT
ضرایب دو معادله تعادل نیرو و گشتاور b1 نرخ رهایش انرژی در حالت بیشینه GT
ضرایب دو معادله تعادل نیرو و گشتاور b2 ضخامت پوشش پیوندی hBCکبالت Co ضخامت زیرلایه‌ی اصلی hsubضریب رسانش حرارتی Cpضخامت پوشش فوقانی hTCکروم Cr شماره المان در مدل یک‌بعدی جدایش iضخامت لایه‌ی اکسید برحسب زمان d(t) ممان اینرسی I
ضخامت اولیه‌ی لایه‌ی اکسید d0 ظرفیت حرارتی ویژه k
مدول الاستیسیته E طول المان i ام l(i)
مدول الاستیسیته معادل کرنش صفحه‌ای Eنیکل یا کبالت M
از ضرایب رابطه‌ی اکسایش Eaممان خمشی M
نرخ رهایش انرژی جدایش بین‌لایه‌ای ERR از ضرایب رابطه‌ی اکسایش n
کار انجام‌شده نیروی خارجی وارد F تعداد المان‌های مدل یک‌بعدی جدایش N
مدول الاستیسیته برشی G تعداد سیکل‌های حل عددی n
نرخ رهایش انرژی جدایش بین‌لایه‌ای G نیکل Ni
نرخ رهایش انرژی Gاکسیژن O
نرخ رهایش انرژی حالت سرد یا پایدار G∞ پلاتینیوم Pt
انرژی کرنشی در مود اول جدایش GI نرخ تولید گرمای منبع حرارتی qعنوانعلامت اختصاريعنوانعلامت اختصاری
از ضرایب رابطه‌ی اکسایش R انرژی کرنشی بعد از جدایش Udelaminatedتنش در راستای محور 2 S22 انرژی کرنشی هر المان Uiتنش در راستای محور x Sxxانرژی کرنشی قبل از جدایش Uintactزمان t انرژی کرنشی بخش بالایی جداشده Utضخامت زیرلایه‌ی اصلی T حجم V
دما T درصد وزنی wt%
نیروی چسبندگی برحسب جدایش T(δ) ایتریوم Y
استحکام چسبندگی T0 ایتریا تثبیتشده با زیرکونیوم YSZ
دمای اولیه در معادلات T0 زیرکونیوم Zrتابع شرط مرزی دمای سطح پایین لایه‌ها Tbotضریب انبساط حرارتی α
مدت فرآیند سکون حرارتی tfتوان در قانون توانی انرژی چسبندگی α
دمای بالای سیکل TH ضریب انبساط پوشش پیوندی αBC
تابع شرط اولیه دمای المان‌ها Tinitialضریب انبساط زیرلایه اصلی αsub
دمای پایین سیکل TL ضریب انبساط پوشش فوقانی αTC
تنش در مود اول جدایش tnضریب انبساط لایه اکسید رشدکننده αTGO
تنش چسبندگی در مود اول جدایش Tnانرژی چسبندگی Γ0
مدت فرآیند گرمایش از دمای اولیه tsکرنش در صفحه‌ی xyγxyتنش در مود دوم جدایش tsکرنش در صفحه‌ی yzγyzتنش چسبندگی در مود دوم جدایش Tsکرنش در صفحه‌ی zxγzxتنش در مود سوم جدایش ttتعییرات یک پارامتر Δ
تنش چسبندگی در مود سوم جدایش Tt جدایش دو لبه المان δ
تابع شرط مرزی دمای سطح بالای لایه‌ها Ttopحد بحرانی جدایش دو لبه المان δ0
چگالی انرژی کرنشی u جدایش بیشینه‌ی چسبندگی مود اول δ0,nانرژی کرنشی U جدایش بیشینه‌ی چسبندگی مود دوم δ0,sانرژی کرنشی بخش پایینی جداشده Ubجدایش بیشینه‌ی چسبندگی مود سوم δ0,tعنوانعلامت اختصاريعنوانعلامت اختصاری
جدایش در مود اول δnکرنش حرارتی معادل در بالای المان θtجدایش در مود دوم δsمیزان انحنا κ
جدایش در مود سوم δtمیزان انحنا بخش پایینی جداشده κbبازه زمانی Δtمیزان انحنا بخش بالایی جداشده κtمعیار بسیار کوچک همکرایی حل ε ضرایب لامه λ
کرنش اولیه‌ی جابجایی نقطه‌ی مرجع ε0 ضرایب لامه μ
کرنش اولیه‌ی بخش پایینی جداشده ε0b دامنه انتگرال چگالی انرژی کرنشی ν
کرنش اولیه‌ی بخش بالایی جداشده ε0t ضریب پواسون ν
کرنش اکسایش εoxانرژی پتانسیل سیستم Π
نرخ کرنش اکسایش έoxچگالی ρ
