温差电元件高温热应力及蠕变-疲劳寿命数值分析
  • 【摘要】

    社会现代化节奏加快,工业和生活中排放的废气和污染物增加,使得环境污染和能源紧缺的状况进一步加剧.随着人们环保意识的加强,人们迫切的希望可以找到一种方法来改善目前环境和能源的问题.温差发电器是一种可以将热能直接转换为电能的装置,它可以利用各种热源(低品位热源、太阳能、放射性同位素等)将热能转换成电能.温差发电器空间小、携带方便且寿命长.因此备受关注,并且应用范围越来越广.温差电单体的连接将直接影响内... 展开>>社会现代化节奏加快,工业和生活中排放的废气和污染物增加,使得环境污染和能源紧缺的状况进一步加剧.随着人们环保意识的加强,人们迫切的希望可以找到一种方法来改善目前环境和能源的问题.温差发电器是一种可以将热能直接转换为电能的装置,它可以利用各种热源(低品位热源、太阳能、放射性同位素等)将热能转换成电能.温差发电器空间小、携带方便且寿命长.因此备受关注,并且应用范围越来越广.温差电单体的连接将直接影响内部电阻和寿命,是温差电元件设计及制造过程中的关键工艺.在经受长时间热循环的过程中,若导流电极和热电材料的线膨胀系数不匹配就会产生很大的热应力,导致连接处脱落,从而降低温差发电器的稳定性和寿命.因此,对单体热应力及寿命分析非常重要.本文充分了解了温差发电器的工作原理及工作性质,以温差发电器的基础温差电单体为研究对象,主要做了以下几方面的工作:(1)掌握了温差电单体的结构特征,确定了模型的几何尺寸及边界条件,确定了应用在高温环境下的温差电单体各部件所用的材料及材料特性.(2)利用有限元分析软件ABAQUS建立了温差电单体的有限元模型并进行了热力耦合分析,分析了边界条件、单体端面温度、热电偶臂尺寸及热电偶臂形状对单体焊接层及热电偶臂热应力的影响情况.同时得到了焊接层的蠕变应变情况.(3)根据温差发电器的工作特点,确定了高温下温差电元件受到蠕变-疲劳损伤.应用FE-SAFE软件,对焊接层进行了蠕变-疲劳寿命分析,分析了边界条件、端面温度、热电偶臂尺寸及热电偶臂形状对焊接层寿命的影响. 收起<<

  • 【作者】

    陈琳琳 

  • 【学科专业】

    机械设计及理论

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    燕山大学

  • 【导师姓名】

    孙登月

  • 【学位年度】

    2012

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    高温温差电元件%温差电单体%热应力%FE-SAFE%蠕变-疲劳寿命