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航空活塞发动机气缸体内喷涂TiO2-CNTs涂层热疲劳寿命研究
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作者:
丁发军
刘义平
王海斌
来源:
热加工工艺
年份:
2023
文献类型 :
期刊
关键词:
航空活塞发动机
气缸体
涂层
疲劳寿命
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描述:
航空活塞发动机气缸体内壁磨损严重影响发动机输出功率效率,甚至造成空中停车等通用航空事故征候,基于表面工程技术恢复的再制造气缸体表面性能缺乏工程验证,精确全面地评估表面磨损风险可间接降低事故发生率,提升航空运行安全。基于陶瓷相涂层的粘弹性本构模型与氧化增重模型和Cr Mo合金变形本构模型建立TiO2-CNTs与42CrMo合金层面结合的热疲劳寿命模型。仿真研究表明:涂层剪切应力、等效应力以及中间弹性主应变、热应变随航空活塞发动机巡航工况下的行程变化而变化;三维缸体-涂层仿真模型承受0.2 MPa的径向载荷和变化缸内压力(最大38936N)时,疲劳寿命保持在3.94×108 h,安全系数为0.725。在敏感性为0.5时,疲劳寿命达到3.0×109 h,疲劳敏感系数为1.5时,可用寿命就只有5.0×108h。该模型可较为准确的评估结合体的热应力、热应变以及热疲劳寿命,对TiO2-CNTs涂层的进一步工程应用具有指导意义。