[发明专利]一种热障涂层双轴强度测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及热障涂层强度测试领域，特别涉及一种热障涂层双轴强度测试方法。

背景技术

燃汽轮机、航空发动机是国防及国家生产建设的重要装备，提高其工作效率对于节约能源，保护环境等具有十分现实的意义。提高内部燃气温度成为目前提高其工作效率的最有效办法。热障涂层系统作为一个有效的热防护装置，其在涡轮叶片等热端部件上的使用可以大幅提高这些部件的承温幅值。由于该系统中的表层陶瓷的脆性很高，其抗拉强度是工程设计中重点关注的参数。在实际的服役环境中，涂层主要承受温度变化带来的热应力，该应力为双轴状态，因此测试其双轴强度能更好的反应出其实际性质。而在目前的强度测试中，基本采用单轴拉伸和三（四）点弯曲测试，这些测试只能模拟单轴应力状态，因而也只能测出单轴强度。因此，一套完备的涂层双轴强度测试方法对确定涂层的材料参数，设计性能更加优良的涂层结构具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种热障涂层双轴强度测试方法，该方法能够模拟涂层系统实际所受的双轴应力状态，测试其双轴强度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种热障涂层双轴强度测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：首先测量热障涂层圆盘试件2各层的厚度t，半径R，同时获取各层材料的弹性模量E以及泊松比ν；然后将三个试件支撑部件3置于热障涂层圆盘试件2底部陶瓷层一侧周边，且试件支撑部件3沿着热障涂层圆盘试件2的对称中心对称分布，测量支承点到热障涂层圆盘试件2对称中心的距离a；

步骤2：将活塞加载装置1的加载压头的加载点位于热障涂层圆盘试件2上部基底一侧表面且加载压头中心与热障涂层圆盘试件2中心重合，对热障涂层圆盘试件2进行加载，陶瓷层的表面中心区域将出现双轴应力状态，直至陶瓷层表面中心区域出现初始断裂时，记载此时的加载力P_cr；

步骤3：计算热障涂层圆盘试件2的双轴拉伸强度S，计算公式如下式（1）

S=PcrE1Z08π(1-v1)(1+vave)D0{(1+vave)[1+2ln(ac)]+(1-vave)[(1-c22a2)a2R2]}---(1)]]>