陶瓷／金属梯度热障涂层动态设计软件的研制

结合热障涂层和功能梯度材料的概念,研究陶瓷／金属梯度热障涂层动态设计软件的结构与功能及其实现过程。通过具体的例子,对多层圆筒模型的温度场的解析解、差分解及有限元解的仿真结果进行了比较及分析。     

陶瓷/金属功能梯度多层组合板的热弹性极限分析

对陶瓷／金属功能梯度多层组合板进行了稳态热传导分析及热弹性极限分析，导出了稳态温度分布场，极限状态热弹性应力分布的计算式，并在弹性极限状态下，得到了弹性极限温度．文中的结果是以ZrO2／Ti-6Al-4V陶瓷热障涂层为对象得到的，其模型和方法同样适用于各类金属陶瓷梯度涂层材料．     

基于遗传算法的功能梯度材料的优化设计

针对功能梯度复合材料的陶瓷隔热涂层问题,建立了遗传算法模型,用有限元法计算热应力,得到了满足约束条件的解,为寻找功能梯度材料的陶瓷涂层在空间的最优分布设计提供了一个有效方法。     

金属/陶瓷梯度热障涂层热震过程中的显微组织研究

利用扫描电子显微镜和能谱成分分析技术研究了金属／陶瓷梯度热障涂层在热震过程中的显微组织变化及其抗热震性能。结果表明（１）金属显微组织保持完好,陶瓷显微组织有明显的破坏;（２）涂层抗热震性能与其热应力 功能密切相关,梯度热障涂层比阶梯热除涂层具有更高的抗热震性能;     

陶瓷／金属梯度热障涂层的微结构与力学性能

讨论了由纯陶瓷层，陶瓷／金属梯度层、纯金属层及基体层４种不同层组成的梯度热除涂层的结构模型。梯度层的微结构沿厚度方向具有不同的陶瓷和金属体积分数分布曲线。采用多项式和幂函数２种分布函数来描述梯度层的微结构。     

大平板第一类边界条件下非稳态传热近似解析解

基于热渗透层厚度概念的积分法是求解非稳态传热问题的一种有效的近似分析解法，既保留了经典理论解具有统一数学表达式的优点，也兼顾了数值解法较为简单快速的特点，文中则采用此方法求解了大平板第一类边界条件下非稳态传热的近似解析解。     

陶瓷/金属梯度层的热应力分析及缓和特性设计

分别以陶瓷／金属复合平板和圆筒为研究对象,导出了功能梯度材料组份连接变化下的温度及热应力分布,并将ＺｒＯ２／ＮｉＣｒＡｌ复合板热应力分布的解析解与有限元结果进行了比较,对复合圆筒进行了组份分布的热应力缓和特性设计,分析结果表明,用连续模型计算,可进一步减缓功能梯度材料层间的应力突变和残余应力,便于结构的优化设计。     

陶瓷隔热无水冷发动机隔热效果的试验研究

为了判明燃烧室陶瓷隔热部件的隔热效果，对陶瓷隔热无水冷发动机、陶瓷隔热水冷发动机和无隔热水冷发动机的传热进行了试验研究，并给出了研究结果。     

ZrO2隔热梯度涂层制备技术及涂层性能研究

应用等离子喷涂工艺及单片处理机控制技术制备ＺｒＯ．Ｙ２Ｏ３系隔热梯度涂层，实现涂层组分沿厚度方向连续分布的要求。并就厚度相同，过渡层数不同的两组涂层的性能进行了分析比较，试验证明隔热梯度涂层具有良好的热力缓和作用。     

陶瓷／金属热障涂层组合筒的热弹性极限分析

对热障涂层组合筒进行了热弹性极限分析,导出了热弹性应力分的计算式,在给定隔热效果和基体内层开始进入塑性状态的条件下,就ＺｒＯ２／ＴＩ－６Ａｌ－４Ｖ陶瓷热障涂层给出了计算结果,得到了弹性极限温差,并就热障涂层材料设计时参数的优化进行了分析。     

隔热梯度涂层厚度对涂层性能影响的探讨

ＺｒＯ隔热梯度涂层的结合强度和抗震性试验表明，涂层厚度对涂层性能有重要影响，随着涂层厚度的增加，涂层结合强度及抗热震性下降。     

陶瓷/金属梯度热障涂层圆筒的传热与热应力有限差分分析

推导了多层陶瓷梯度涂层圆筒模型的温度和热应力分布，对变物性材料的差分解法进行了分析，并与实际的工程模型进行了对比计算，有限差分解和有限元解能够很好地吻合。     

梯度压电悬臂梁的解析解及其逆问题

在平面应变状态下，考虑材料压电参数的梯度特性，采用逆解法求解了悬臂梁受力偶和外加电压作用时的解析解，并通过与基于BaTiO3陶瓷所得实验值的对比发现，其结果与N层压电板组成的悬臂梁当N趋于∞时其端部弯曲位移值十分接近，且悬臂梁内部应力场逐渐减少为零的结论在此得到了验证．基于所得到的解析解，提出了梯度相物性参数识别的方法．     

梯度热障涂层中粘结金属显微组织特征研究

利用电子显微分析技术研究了金属／陶瓷样度热障涂层中粘结金属的微观组织特征。试验表明，粘结金属呈层状或颗粒状，有明显的塑性变形，其变形方式主要是位错运动、形变孪晶和生长孪晶；沾结金属中元素分布不均匀。     

等离子喷涂陶瓷涂层性能的研究

金属基底上喷涂陶瓷涂层使表面具有耐磨、耐腐蚀、耐高温等特点.运用等离子喷涂技术在45号钢表面喷涂Al2O3、Al2O3-TiO23%、TiO2、ZrO2-Y2O38%等四种陶瓷涂层,部分采用Ni包Al为打底层.检测陶瓷涂层的硬度、耐磨性及结合力等力学性能,并进行金相和扫描电镜观察.四种陶瓷涂层的表面硬度达到70-3%90HR15N;有打底层的陶瓷涂层的硬度稍大于无底层的涂层硬度;Al2O3-TiO2陶瓷涂层的硬度较大,Al2O3涂层的耐磨性最好;而TiO2涂层的结合强度较高.同种涂层有打底层的情况下结合力较大.对截面样品,金相显微镜和扫描电镜均观察到明显的涂层及打底层形貌,并与以上测试结果相吻合.     

等离子喷涂陶瓷涂层性能的研究

金属基底上喷涂陶瓷涂层使表面具有耐磨、耐磨蚀、耐高温等特点,用运等离子涂技术在４５号钢表面喷涂Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－３％、ＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２－８％Ｙ２Ｏ３等四种陶瓷涂层,部分采用Ｎｉ包Ａｌ为打底层,检测陶瓷涂层的硬度,耐磨性及结合力等力学性能,并进行相和扫描电镜观察,四种陶瓷涂层的表面硬度达到７０－９０ＨＲ１５Ｎ;有打底层的陶瓷涂层的硬度稍大于无底层的涂层硬度;Ａｌ２Ｏ３－３％ＴｉＯ２     

沥青路面微波热再生传热模型与解法

为了获得沥青路面微波热再生过程的温度场,基于传热学理论,分析了微波加热过程的传热形式,建立了三维非稳态的传热模型,研究了传热模型的边界条件,求解了对流换热系数及辐射换热发射率,根据能量守恒原理,确定了内热源强度,实现了电场到热场的转化。采用交替方向显(ADE)格式,提出了传热模型的数值解法,对实测温度进行拟合,并建立了传热边界条件数学模型,仿真求得模型的可视化数值解。结果发现:加热450 s时,沥青混合料大部分区域接近70℃,加热600 s时,达到80℃,加热到750 s时,温度迅速上升到110℃左右,这表明热量传递随加热时间是非线性的,必须精确地选择加热时间以保证修补质量。     

基于热量时效性误差分析的冻土路基热扩散系数研究

由于现有冻土路基热量计算存在实测温度与辐射强度变化的不匹配性,提出了冻土路基非稳态导热传热计算新方法,并确定了该计算方法下的导热关键参数为热扩散系数与稳态传热计算热量差异的计算公式.形成了一套负温域热扩散系数的测定方法与配套试验设备,并结合路基底部实测数据进行热量计算误差分析.     

发动机陶瓷缸盖底板,气门座及气门导管的研制

介绍了隔热发动机陶瓷气缸盖底板、陶瓷气门座和陶瓷气门导管的研制经验，这些部件研制成功的关键技术措施以及考核试验结果。     

车体隔热壁传热系数K的有限差分计算法

车辆隔热壁的传热系数是评价车体隔热性能的重要指标,是车辆热工计算的基本参数之一。本文从车辆隔热壁传热特点出发,根据有限差分原理编制了通用程序,在TQ-16机上计算了25.5米硬席座车和软卧车隔热壁内部温度场及传热系数K值,计算结果与实测数据比较接近。该程序可用于隔热壁结构的优化设计。文中并对影响隔热壁传热系数的主要因素进行了分析。