傾斜機能材料の組成分布の熱応力緩和特性に及ぼす影響
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概要
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This paper presents some results of transient heat-transfer and thermal-stress analyses of functionally gradient materials (FGMs) subject to rapid heating. The objective of this study is to examine the effect of changing compositional distribution profiles in FGMs on the transient thermal stresses. Finite-element analysis are conducted on FGMs which posess different compositional gradients with varying mixture ratios of ZrO_2 and NiCrAIY deposited on a copper substrfte. The thermal boundary conditions used for the analysis simulate the thermal load encountered in the thrust chamber of a rocket engine. A two-dimensional, axisymmetric model is used for the numerical computations, where the outer ZrO_2 surface is subject to a heat flux and the inner copper surface temperature is kept at 0℃. It is shown that the hoop and axial stress in the FGMs are compressive, and the maximum tensile stress is the radial direction is induced at the interface between the coating layer and substrate, regardless of the different compositional profiles. It is further demonstrated that the gradient composition cas mitigate both the in-plane compressive stresses and interfacial radial tensile stress which are responsible for the cracking and delamination of the coating layers.
- 一般社団法人日本機械学会の論文
- 1991-10-25
著者
-
高橋 秀明
東北大学大学院工学研究科
-
高橋 秀明
東北大学工学部
-
橋田 俊之
東北大学工学部附属破壊力学応用研究施設
-
加藤 真一郎
東北大学大学院
-
橋田 俊之
東北大学工学研究科附属エネルギー安全科学国際研究センター
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