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题名复杂型面涡轮叶片热障涂层厚度模型建立
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作者
李屹洲
何箐
张雨生
梁立康
黄文
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机构
中国农业机械化科学研究院集团有限公司功能涂层及装备技术研究所
北京金轮坤天特种机械有限公司
机械工业高温防护涂层技术及装备工程研究中心
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出处
《表面技术》
北大核心
2025年第19期214-224,235,共12页
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文摘
目的提出一种适应涡轮叶片复杂曲面的涂层厚度优化策略,以解决传统热障涂层喷涂路径规划中存在的厚度不均匀、局部过喷与欠喷等问题,实现涡轮叶片涂层厚度的精准控制和均匀分布。方法基于喷涂过程中能量与物质的高斯分布特征,结合曲面的几何信息,构建了涂层厚度沉积模型,提出并建立了曲率驱动的涂层厚度优化算法。该算法通过分析叶片表面的局部曲率变化,自适应地调整喷涂路径参数,从而实现对不同几何特征区域的动态优化。结果采用响应面分析方法,选取了不同的曲率半径、喷涂角度和喷涂工艺组合形成响应面数据,并在涡轮叶片复杂曲面上进行了仿真验证。仿真结果表明,所提出的方法能显著降低涂层厚度的波动性,有效抑制了局部区域的过喷与欠喷现象,经优化后的涂层厚度均匀性可达93.8%。结论本研究提出的基于曲率驱动的涂层厚度优化方法,能够有效解决复杂自由曲面叶片热障涂层厚度不均匀的问题,提升了涂层整体性能与喷涂效率。该方法为涡轮叶片精准涂层控制提供了一种高效可靠的优化策略,并为智能化热喷涂机器人路径规划与智能工艺控制提供了重要的理论依据和实践指导。
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关键词
热障涂层
厚度沉积模型
均匀性
路径规划
涂层厚度优化
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Keywords
thermal barrier coatings
thickness deposition model
uniformity
path planning
coating thickness optimization
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分类号
TB34
[一般工业技术—材料科学与工程]
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