(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221075125 0.3 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓山左家垅 (72)发明人 宋佳楠　黄佳　卢知来　李少林　 陈思雨　夏建芳　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 夏菁 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种滤及元素扩散的涂层失效分析方法、 装 置及设备 (57)摘要 本发明涉及界面物质属性传递计算领域， 特 别公开了一种滤及元素扩散的涂层失效分析方 法、 装置、 设备及计算机可读存储介质， 通过接收 元素扩散边界条件； 所述元素扩散边界条件包括 扩散系数、 边界浓度、 温度及热暴露时间； 根据所 述元素扩散边界条件， 确定目标元素浓度； 根据 所述目标元素浓度， 通过预存的耦合元素浓度的 界面强度退化函数， 确定目标结合强度； 将所述 目标结合强度输入受试热障涂层的有 限元模型 中， 使所述有限元模型根据所述目标结合强度及 预设的边界条件输出对应的损伤 参量。 本发明通 过所述元素扩散边界条件对所述目标元素浓度 进行实时计算， 为长时高温服役环 境下的涂层的 界面强度评估提供更精准的预测， 提高涂层失效 分析的准确率。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115099100 A 2022.09.23 CN 115099100 A 1.一种滤及元 素扩散的涂层失效分析 方法， 其特 征在于， 包括： 接收元素扩散边界条件； 所述元素扩散边界条件包括扩散系数、 边界浓度、 温度及热暴 露时间； 根据所述元 素扩散边界条件， 确定目标 元素浓度； 根据所述目标元素浓度， 通过预存的耦合元素浓度的界面强度退化函数， 确定目标结 合强度； 将所述目标结合强度输入受试热障涂层的有限元模型中， 使所述有限元模型根据 所述 目标结合强度及预设的边界条件输出对应的损伤参 量。 2.如权利要求1所述的滤及元素扩散的涂层失效分析方法， 其特征在于， 所述根据 所述 元素扩散边界条件， 确定目标 元素浓度包括： 根据所述元 素扩散边界条件， 通过菲克第二定律， 确定目标 元素浓度。 3.如权利要求1所述的滤及元素扩散的涂层失效分析方法， 其特征在于， 在得到所述损 伤参量之后， 还 包括： 根据所述损伤参 量及所述有限元模型， 得到可视化结果。 4.如权利要求1所述的滤及元素扩散的涂层失效分析方法， 其特征在于， 所述有限元模 型沿厚度方向依次包括陶瓷层、 氧化层、 粘结层 及基体层； 相邻的层的接触区域沿厚度方向网格加密。 5.如权利要求1所述的滤及元素扩散的涂层失效分析方法， 其特征在于， 所述有限元模 型的各个层的凹凸不平处的积分点均具备对应的局部坐标系， 所述局部坐标系的Y轴 方向 为层的界面法线方向， 所述将所述 目标结合强度输入受试热障涂层的有限元模型中， 使所 述有限元模型根据所述目标 结合强度及预设的边界条件输出对应的损伤参 量： 将所述目标结合强度输入受试热障涂层的有限元模型中， 使所述有限元模型根据 所述 目标结合强度及预设的边界条件， 通过所述局部坐标系进行坐标变换， 并输出对应的损伤 参量。 6.一种滤及元 素扩散的涂层失效分析装置， 其特 征在于， 包括： 接收模块， 用于接收元素扩散边界条件； 所述元素扩散边界条件包括扩散系数、 边界浓 度、 温度及热暴露时间； 元素浓度计算模块， 用于根据所述元 素扩散边界条件， 确定目标 元素浓度； 结合强度计算模块， 用于根据所述目标元素浓度， 通过预存的耦合元素浓度的界面强 度退化函数， 确定目标 结合强度； 界面损伤评估模块， 用于将所述目标结合强度输入受试热障涂层的有限元模型中， 使 所述有限元模型根据所述目标 结合强度及预设的边界条件输出对应的损伤参 量。 7.如权利要求6所述的滤及元素扩散的涂层失效分析装置， 其特征在于， 所述元素浓度 计算模块包括： 元素扩散单元， 用于根据 所述元素扩散边界条件， 通过菲克第二定律， 确定目标元素浓 度。 8.如权利要求6所述的滤及元素扩散的涂层失效分析装置， 其特征在于， 所述界面损伤 评估模块， 还包括： 可视化单 元， 用于根据所述损伤参 量及所述有限元模型， 得到可视化结果。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099100 A 29.一种滤及元 素扩散的涂层失效分析设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储计算机程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的滤及元素扩散 的涂层失效分析 方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至5任一项 所述的滤及元素扩散的 涂层失效分析 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099100 A 3