نام پژوهشگر: حسام الدین ترابی زاده
حسام الدین ترابی زاده خسرو رحمانی
در این پروژه از مدلسازی المان محدود برای ارزیابی ترک پوشش حائل حرارتی (tbc) در نزدیکی سطح تماس پوشش میانی (bc) و tbc استفاده شده است. پوشش (tbc) از جنس سرامیک زیرکونیا با پایدار کننده ایتریا (zro2-8%y2o3) و دو ساختار مختلف نانو و معمولی فرض شده و برای پوشش میانی (bc) و پایه پره به ترتیب آلیاژ mcraly و gtd-111 در نظر گرفته شد. شکل هندسی ترک به صورت آماری برای سه ضخامت مختلف لایه اکسیدی رشد یافته tgo، با در نظر گرفتن مقادیر مختلف برای طول و فاصله ترک از سطح میانی tbc/bc بررسی و در تمام موارد، میدان تنش ون میزز (?von) و ضرایب شدت تنش در مود 1 و2 (ki وkii) ارائه شد. برای tbc های معمولی تنش ون میزز انتهای ترک با افزایش ضخامت لایه tgo، کاهش یافته ولی برای پوشش tbc با ساختار نانو با افزایش ضخامت لایه tgo افزایش می یابد. منحنی تابع ضرائب شدت تنش (ki وkii) نسبت به طول ترک رسم و برای فاصله ترک از سطح میانی /tbc مرتب شده است. در tbc های معمولی با ساختار نانو، با افزایش ضخامت tgo مقادیر ضریب شدت تنش مود 1 و 2 (ki و kii) کاهش خواهند یافت. در هر دو نوع tbc مقدار ki و kii به ترتیب تابع خطی و درجه دو از طول ترک هستند. ضرائب شدت تنش با افزایش طول ترک افزایش یافته ولی با افزایش فاصله از سطح تماس کاهش می یابند. پس ترک های نزدیک به سطح میانی tbc/bc که طول بیشتری دارند خطرناکترند. در نهایت مقدار ضریب شدت تنش مود 1 بحرانی برای tbc های معمولی و نانو محاسبه شد که برای tbc معمولی برابر (mpa?m1/22 =kic ) و برای tbc با ساختار نانو برابر (mpa?m240 =kic ) به دست آمد.