PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Integrating materials and manufacturing innovation· 2026Q2

Fonksiyonel Derecelendirilmiş Aşınabilir Kaplamalarda Termo-Viskoelastik Hasarın Olasılıksal Geometrik Tolerans Analizi ile Çoklu Fizik Modellemesi

Multiphysics Modeling of Thermo-viscoelastic Damage in Functionally Graded Abradable Coatings with Probabilistic Geometric Tolerance Analysis

Amjad El-Mellouhi, Yassine Adjal, Khaled Dhibi, Fedwa El‐Mellouhi

Kısa özet

Tek bir çoklu fizik-olasılıksal model, aşınabilir kaplamalardaki periyodik özellik modülasyonunun stresi yoğunlaştırdığını ve geometrik toleranslar dikkate alındığında monolitik gradyanlara kıyasla hasar aşım olasılığını önemli ölçüde artırdığını ortaya koymaktadır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Aşınabilir kaplamalardaki periyodik özellik modülasyonu, modülasyon tepelerinde stresi yoğunlaştırır.
  • Periyodik modülasyonun geometrik toleranslarının yayılması, sağa çarpık bir hasar dağılımı oluşturur.
  • Olasılıksal çerçeve, monolitik gradyanlara göre daha yüksek bir hasar aşım olasılığı gösterir.
  • Nominal geometrideki deterministik analiz, hasar başlangıcını ve aşım riskini hafife almaktadır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract In aircraft engines, functionally graded abradable coatings are used to control blade-tip clearance, but their durability is governed by effects that are often treated separately in existing models, including temperature-dependent viscoelastic softening, progressive damage, deposition-induced microstructural modulation, and geometric tolerances. Models that consider these effects independently may underestimate damage initiation because smooth material gradients evaluated at nominal geometry cannot capture the local stress concentrations produced by microstructural modulation and geometric variability. This study integrates these effects within a unified multiphysics–probabilistic framework. The solved domain is a local through-thickness coating column driven by prescribed strain and temperature histories that include thermal eigenstrain and coating–substrate expansion mismatch. The results show that periodic property modulation increases end-of-cycle damage relative to the monotonic gradient and concentrates the maximum stress within a localized modulation crest. Propagating symmetric geometric tolerances through the coupled solver produces a strongly right-skewed damage distribution and a higher classification-level exceedance probability for the modulated gradient than for the monotonic gradient. This exceedance behavior cannot be obtained from a deterministic analysis performed at nominal geometry. The exceedance probability is also evaluated as a continuous function of the classification level to assess the sensitivity of the comparison to the selected screening criterion. The implementation is verified through spatial and temporal refinement, closed-form unit tests, nested Monte Carlo convergence with Wilson confidence intervals, and a hold-out-validated polynomial response surface. Numerical verification is clearly distinguished from experimental validation, and the simulated case is presented as a generic benchmark rather than an identified material model. The framework links deposition parameters and tolerance bands to damage-exceedance risk, supporting reliability-oriented screening of graded and multilayer coating systems.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Integrating materials and manufacturing innovation, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Malzeme Mekaniği

Mechanics of MaterialsEngineering