镍基合金涂层对活塞热力学状态影响的仿真分析
Journal of Jiangsu University of Technology（2023）
摘要
为进一步拓展等离子喷涂技术在铝合金活塞表面防护领域的应用,延长活塞服役寿命,需要对涂层与活塞系统的热力学状态进行研究.以镍基合金涂层为例,通过对活塞模型进行适当的简化,建立了活塞系统热-力耦合场的三维有限元模型,详细分析了喷涂前后关键部位的温度变化情况,并对比了不同载荷以及不同涂层厚度对活塞变形的影响.结果表明:铝合金活塞顶面径向的温度分布和活塞头部至裙部纵向的温度分布呈较为明显的下降趋势;活塞的变形随温度梯度的增加而逐渐加大,涂层可有效改善活塞整体温度与梯度分布;活塞在四种典型位置的变形均随着角度的增加而减小,变形下降曲线几乎呈线性分布,当涂层厚度为0.3 mm时,活塞整体变形取最小值.研究结果为后续的优化设计铺垫了基础.
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