Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: thermal residual stresse

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modeling of thermal residual stresses in the SiC-TiB2 composite system considering real microstructure and thermo-mechanical properties anisotropy

Grabowski G., Pędzich Z.

Materiały Ceramiczne

2016

T. 68, nr 2

176--182

The results are presented concerning simulations of the distribution of thermal residual stresses in a ceramic matrix particulate-reinforced composite in the SiC-TiB2 system. The stresses arise during cooling of the material after sintering due to differences in thermal expansion and elastic properties of the component phases, and belong to the most important factors for increasing fracture toughness of ceramic composites. A computational model was built on the basis of the real microstructure of the SiC-TiB2 composite. The material properties of component phases used in calculations included their temperature dependences. A temperature difference caused shrinkage and residual stress was adopted by means of the analysis of the sintering curves. The simulations were performed by using the finite element method. The results of simulations were compared with the calculated values of residual stresses, basing on analytical models and experimental data. The comparison shows good agreement. This allows an elaborated model to be used to solve more complex problems concerning fracture analysis of ceramic matrix composites.

Zaprezentowano wyniki dotyczące symulacji rozkładu cieplnych naprężeń resztkowych w kompozycie dyspersyjnych z osnową ceramiczną z układu SiC-TiB2. Naprężenia powstały podczas studzenia materiału po spieczeniu z powodu różnic w rozszerzalności cieplnej i właściwościach sprężystych składowych, a należą one do najważniejszych czynników odpowiedzialnych za zwiększenie odporności na pękanie kompozytów ceramicznych. Model obliczeniowy został zbudowany na bazie rzeczywistej mikrostruktury kompozytu SiC-TiB2. Właściwości materiałowe składowych faz użyte w obliczeniach uwzględniały ich zależność od temperatury. Różnica temperatury powodująca skurcz i naprężenia resztkowe została uzyskana za pomocą analizy krzywych spiekania. Symulacje przeprowadzono z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Otrzymane wyniki porównano z wynikami obliczeń naprężeń resztkowych opartych na modelach analitycznych i danych eksperymentalnych, uzyskując dobrą zgodność, co pozwoliło na opracowanie modelu użytecznego do rozwiązywania bardziej skomplikowanych problemów dotyczących analizy pękania kompozytów z osnową ceramiczną.

Effect of the substrate geometry on the residual stress state induced in a heat sink-laser diode system

Chmielewski M., Kaliński D., Pietrzak K., Golański D.

Materiały Elektroniczne

2009

T. 37, nr 3

21-29

The thermal residual stresses generated during the joining process are very important in the technology of ceramic-metal joints. The distribution and magnitude of these stresses mostly depend on the differences in the thermal and mechanical properties of the components being joined, on the joining technique employed and also on the geometry of the joint. The knowledge of the effects exerted by each of these factors permits designing joints with the most advantageous distribution of stresses, so as to avoid or restrict their adverse effect on the operation of the system. In the present study, the residual stress state induced in a heat sink-laser diode system with various geometries of the heat-dissipating component was analyzed using the finite element method. The substrate was an aluminum nitride ceramic/copper joint. The variation of the stress level on a cross-section of the joint was examined and the stress concentration regions were determined. Based on the results obtained, the optimum configuration of the joint was found, such that ensured the maximum possible reduction of residual stresses.

W technologii połączeń ceramiczno - metalowych bardzo istotnym czynnikiem są termiczne naprężenia własne, generowane w trakcie procesu spajania. Na ich rozkład i wielkość największy wpływ mają różnice we właściwościach cieplnych i mechanicznych spajanych elementów, rodzaj techniki spajania, a także geometria samego układu. Znajomość oddziaływania poszczególnych czynników pozwala projektować połączenia o najkorzystniejszym rozkładzie naprężeń, tak aby uniknąć bądź ograniczyć ich niekorzystny wpływ na pracę gotowych wyrobów. W pracy wykorzystano metodę elementów skończonych do analizy stanu termicznych naprężeń własnych w układzie odbiornik ciepła - dioda laserowa dla różnych geometrii układu odprowadzającego ciepło. Jako podłoże wykorzystano połączenie ceramiki z azotku glinu z miedzią. Analizowano zmiany poziomu naprężeń na przekroju złącza oraz wyznaczono obszary ich koncentracji. Na podstawie przeprowadzonych badań określono optymalną konfigurację złącza z punktu widzenia termicznych naprężeń własnych.