叶片梯度涂层在温度和沙粒冲击耦合载荷作用下损伤失效行为的理论与实验研究

飞机发动机叶片梯度涂层有着优良的力学性能，在国防领域中具有重要地位。国际上对其研究主要围绕载荷和温度等环境以及相关力学性能展开，由于其微结构的梯度特性，使得梯度涂层在强度、耐热等方面得到提高。沙粒冲击作用下的安全性问题一直是一个备受关注的问题。本项目旨在通过细观动力学和实验方法，用来研究梯度涂层在温度和沙粒冲击耦合载荷下的冲击损伤机理和力学行为。根据这种材料特点，提出合理的关于裂纹与界面，及与其他杂质等微结构相互作用的力学模型，建立具有比较合理精度、效率较高的计算方法。通过细观动力学的模拟与实验研究，揭示梯度涂层中，界面、杂质、孔洞、动态裂纹等微结构间作用及其运动规律，以及细微观结构的演化与其宏观力学性能之间的关系。研制一套可同时进行耦合加载（温度和冲击）及动态二维变形场高速测量的实验系统，深化对梯度涂层的变形与破坏本质的认识，为可靠地分析预测其力学行为，合理使用及优化设计，提供科学依据。