隔热涂层对活塞温度场及应力场的影响分析Analysis of Influences of Heat Insulation Coating on Temperature Field and Stress Field for Piston
宋庆军,李文平,王明明,王吉洋,邓飞,邵亮
摘要(Abstract)：
以汽车发动机铝合金活塞为研究对象，建立等离子喷涂涂层隔热性能分析仿真模型，综合分析粘接层材料及孔隙率对涂层隔热性能的影响，并对涂层样块进行隔热性能试验。结果表明：隔热涂层的存在使活塞金属基体的温度显著降低，其中ZrO_2隔热层+NiCrAlY粘接层的组合隔热性能最好，且随着粘接层孔隙率的增加，涂层隔热性能提升，但孔隙率过大会导致涂层与基体的机械结合强度降低，综合考虑隔热性能与结合强度结果，涂层粘接层的最佳材料为NiCrAlY、最佳孔隙率为10%，喷涂上述隔热涂层后，在实际工况条件下活塞的等效热应力值满足产品设计要求。
关键词(KeyWords)： 隔热涂层;活塞;温度场;应力场
基金项目(Foundation):
作者(Author): 宋庆军,李文平,王明明,王吉洋,邓飞,邵亮
DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20230030
参考文献(References)：
- [1]方学锋,王泽华,刘腾彬.铝合金热喷涂技术的研究进展和应用展望[J].轻合金加工技术, 2005(10):13-15+18.
- [2]胡艳娇,李敏,刘宇平,等.高强化活塞等离子喷涂涂层隔热性能研究[J].热加工工艺, 2019, 48(6):141-145.
- [3]李闯,张翼,蔡强,等.热障涂层钢活塞和硅铝合金活塞的热分析[J].热加工工艺, 2017, 46(18):182-186.
- [4]雷基林.增压柴油机活塞三维有限元分析及温度场试验研究[D].昆明:昆明理工大学, 2005.
- [5]黄涛,陈源,周明刚,等.热障涂层隔热性能数值分析[J].湖北工业大学学报, 2010, 25(2):92-94+100.
- [6]张红松,王富耻,马壮,等.等离子涂层孔隙研究进展[J].材料导报, 2006(7):16-18+26.