刚性陶瓷隔热瓦热-力耦合作用响应特性研究

本文针对高超声速飞行器可能面临的高温(1000～1500℃)、高气动力载荷(10～1000 kPa)的服役工况,开展了各向异性刚性陶瓷隔热瓦材料的高温热-力耦合作用响应分析研究。采用应力场-温度场直接耦合方法,建立了考虑材料各向异性与物性剧烈变化影响的刚性隔热瓦热-力耦合有限元数值计算模型;应用该模型分析了不同隔热瓦厚度、不同温度载荷和不同气动力载荷下共150个工况的热-力耦合响应,建立了隔热瓦背温响应和厚度形变的应用参考数据库。分析结果表明,材料最终的厚度形变大小受气动力载荷压缩效应和热应力膨胀效应共同影响。本文研究结果可以为刚性陶瓷隔热瓦材料后续优化设计和应用提供参考。