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Modelado de Predicción de Vida Basado en FOA y Análisis de Aplicabilidad de Simulación de Formas de Interfaz de TBCs

Autores: Hu, Xiao; Tian, Jing; Ai, Yanting; Yao, Yudong; Bao, Tiannan; Guan, Peng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Modelado de Predicción de Vida Basado en FOA y Análisis de Aplicabilidad de Simulación de Formas de Interfaz de TBCs


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Interfaz de simulación
Resistencia
Análisis de fatiga
Recubrimientos de barrera térmica
Algoritmo de Optimización de Moscas de la Fruta
Modelo de predicción de vida

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La selección subjetiva de las formas de la interfaz de simulación puede introducir errores en el análisis de resistencia y fatiga de los recubrimientos de barrera térmica (TBCs). Sin embargo, la aplicabilidad de diferentes formas de interfaz para la simulación de TBCs rara vez ha sido investigada. Basado en el experimento de fatiga térmica de los TBCs, se establece un modelo de elementos finitos y, combinado con el Algoritmo de Optimización de Moscas de la Fruta (FOA), se establece un modelo de predicción de vida de los TBCs. Luego, se identifican cinco formas de interfaz típicas: diente de sierra, sinusoidal, semicircular, elíptica y trapezoidal, basándose en fotografías a escala fina de la morfología real de la interfaz de los TBCs. Finalmente, se identifica la forma de interfaz con la mayor aplicabilidad en la simulación a través del análisis del estado de tensión de la interfaz y el análisis de errores en la predicción de vida, y se verifica mediante experimentos. Los resultados muestran que la ubicación máxima de tensión de las formas de interfaz diente de sierra y trapezoidal no coincide con el inicio experimental del daño en los TBCs, lo que demuestra que la aplicabilidad de las dos formas en la simulación de TBCs no es alta. Al aplicar la deformación equivalente para la predicción de vida, los errores de predicción de vida para la forma de interfaz semicircular, la forma de interfaz elíptica y la forma de interfaz sinusoidal son del 72.84%, 61.74% y 58.72%, respectivamente. El menor error de predicción de vida se obtiene utilizando datos de la forma de interfaz sinusoidal. Por lo tanto, la forma de interfaz sinusoidal es la forma simplificada más aplicable para la simulación de TBC. Al aplicar la forma de interfaz sinusoidal para la predicción adicional de vida de los TBCs con solo un 13.52% de error, se verifica la precisión de la metodología y las conclusiones de este estudio. Estas conclusiones pueden informar un análisis preciso de simulación de resistencia y fatiga de los TBCs.

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