專利名稱：一種熱障涂層雙軸強度測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱障涂層強度測試領(lǐng)域，特別涉及一種熱障涂層雙軸強度測試方法。
背景技術(shù)：
燃汽輪機、航空發(fā)動機是國防及國家生產(chǎn)建設(shè)的重要裝備，提高其工作效率對于節(jié)約能源，保護環(huán)境等具有十分現(xiàn)實的意義。提高內(nèi)部燃氣溫度成為目前提高其工作效率的最有效辦法。熱障涂層系統(tǒng)作為一個有效的熱防護裝置，其在渦輪葉片等熱端部件上的使用可以大幅提高這些部件的承溫幅值。由于該系統(tǒng)中的表層陶瓷的脆性很高，其抗拉強度是工程設(shè)計中重點關(guān)注的參數(shù)。在實際的服役環(huán)境中，涂層主要承受溫度變化帶來的熱應(yīng)力，該應(yīng)力為雙軸狀態(tài)，因此測試其雙軸強度能更好的反應(yīng)出其實際性質(zhì)。而在目前的強度測試中，基本采用單軸拉伸和三(四)點彎曲測試，這些測試只能模擬單軸應(yīng)力狀態(tài)，因而也只能測出單軸強度。因此，一套完備的涂層雙軸強度測試方法對確定涂層的材料參數(shù)，設(shè)計性能更加優(yōu)良的涂層結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種熱障涂層雙軸強度測試方法，該方法能夠模擬涂層系統(tǒng)實際所受的雙軸應(yīng)力狀態(tài)，測試其雙軸強度。為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。一種熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:包括如下步驟:步驟1:首先測量熱障涂層圓盤試件2各層的厚度t，半徑R，同時獲取各層材料的彈性模量E以及泊松比V ;然后將三個試件支撐部件3置于熱障涂層圓盤試件2底部陶瓷層一側(cè)周邊，且試件支撐部件3沿著熱障涂層圓盤試件2的對稱中心對稱分布，測量支承點到熱障涂層圓盤試件2對稱中心的距離a ；步驟2:將活塞加載裝置I的加載壓頭的加載點位于熱障涂層圓盤試件2上部基底一側(cè)表面且加載壓頭中心與熱障涂層圓盤試件2中心重合，對熱障涂層圓盤試件2進行加載，陶瓷層的表面中心區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)雙軸應(yīng)力狀態(tài)，直至陶瓷層表面中心區(qū)域出現(xiàn)初始斷裂時，記載此時的加載力Pra ;步驟3:計算熱障涂層圓盤試件2的雙軸拉伸強度S，計算公式如下式(I)
權(quán)利要求
1.種熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:首先測量熱障涂層圓盤試件(2)各層的厚度t，半徑R，同時獲取各層材料的彈性模量E以及泊松比V ;然后將三個試件支撐部件(3)置于熱障涂層圓盤試件(2)底部陶瓷層一側(cè)周邊，且試件支撐部件(3)沿著熱障涂層圓盤試件(2)的對稱中心對稱分布，測量支承點到熱障涂層圓盤試件(2)對稱中心的距離a ； 步驟2:將活塞加載裝置(I)的加載壓頭的加載點位于熱障涂層圓盤試件(2)上部基底一側(cè)表面且加載壓頭中心與熱障涂層圓盤試件(2)中心重合，對熱障涂層圓盤試件(2)進行加載，陶瓷層的表面中心區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)雙軸應(yīng)力狀態(tài)，直至陶瓷層表面中心區(qū)域出現(xiàn)初始斷裂時，記載此時的加載力Ptt ; 步驟3:計算熱障涂層圓盤試件(2)的雙軸拉伸強度S，計算公式如下式(I)
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:所述活塞加載裝置(I)為活塞式壓頭。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:所述活塞式壓頭的大小能夠調(diào)換。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:所述三個試件支撐部件(3)為剛性小球。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:所述剛性小球的大小能夠調(diào)換。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的熱障涂層雙軸強度測試方法，其特征在于:所述試件支撐部件(3)的支承點能夠 調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱障涂層雙軸強度測試方法，步驟為1.首先測量熱障涂層圓盤試件各層的厚度t，半徑R，獲取各層材料的彈性模量E及泊松比ν；然后將三個試件支撐部件置于熱障涂層圓盤試件底部陶瓷層一側(cè)周邊，且沿著熱障涂層圓盤試件的對稱中心對稱分布，測量支承點到熱障涂層圓盤試件對稱中心的距離a；2.將活塞加載裝置的加載壓頭的加載點位于熱障涂層圓盤試件上部基底一側(cè)表面且加載壓頭中心與熱障涂層圓盤試件中心重合，對熱障涂層圓盤試件進行加載，直至陶瓷層表面中心區(qū)域出現(xiàn)初始斷裂時，記載此時的加載力Pcr；3.通過加載力Pcr計算熱障涂層圓盤試件的雙軸拉伸強度S。本發(fā)明能夠簡潔高效的測試涂層雙軸強度，為更高效的涂層系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號G01N3/10GK103091170SQ20131002708
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者蘇羅川, 王鐵軍, 張偉旭, 許榮, 呂志超 申請人:西安交通大學(xué)