本文關(guān)鍵詞：結(jié)合紅外測溫與有限元分析的平面往復(fù)滑動(dòng)摩擦溫度場研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摩擦副工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱,由摩擦熱形成的溫度場會(huì)對(duì)摩擦副的摩擦學(xué)行為產(chǎn)生諸多影響。因此,研究摩擦溫度場可以為摩擦副的摩擦學(xué)性能探究、設(shè)計(jì)及應(yīng)用等提供理論依據(jù)。利用溫度傳感器對(duì)溫度場進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)方法無法獲取完整的摩擦副三維溫度場,而借助數(shù)值計(jì)算的方法重構(gòu)摩擦溫度場,其準(zhǔn)確性又難以得到保證。為了克服單一研究方法的局限性,本文利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)平面往復(fù)滑動(dòng)摩擦溫度場展開研究。依托多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以實(shí)驗(yàn)獲得的載荷、轉(zhuǎn)速及實(shí)時(shí)摩擦系數(shù)計(jì)算出隨時(shí)間和空間變化的熱流密度,并作為移動(dòng)熱邊界條件引入數(shù)值模型,計(jì)算下試樣溫度場。最后,利用紅外熱像儀和熱電偶測量的溫度場對(duì)重構(gòu)溫度場的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證并分析摩擦溫度場。實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬的結(jié)果表明：(1)將摩擦系數(shù)導(dǎo)入有限元模型重構(gòu)三維溫度場的方法可行；(2)由于熱量的積累和傳遞,摩擦副溫度場最終會(huì)呈現(xiàn)出沿遠(yuǎn)離接觸區(qū)域溫度逐步遞減的態(tài)勢；(3)材料的熱物性參數(shù)、轉(zhuǎn)速、載荷以及實(shí)時(shí)摩擦系數(shù)是影響摩擦溫度場演變和分布的主要因素；(4)利用平均摩擦系數(shù)比較同種材料在載荷和轉(zhuǎn)速乘積相等的兩種工況下的穩(wěn)態(tài)階段最終溫升的方法可行；(5)隨著轉(zhuǎn)速和載荷的變化,實(shí)驗(yàn)與模擬的絕對(duì)誤差和平均相對(duì)誤差出現(xiàn)規(guī)律性變化,可以為溫度場修正和分析提供理論支撐。
【關(guān)鍵詞】：平面往復(fù)滑動(dòng)摩擦 溫度場 紅外熱像儀 熱流密度 有限元模型 誤差
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH117.1
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 摩擦熱研究背景概述14-15
• 1.2 摩擦溫度場國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 摩擦溫度場的測量15-17
• 1.2.2 摩擦溫度場的計(jì)算17-18
• 1.3 課題研究的目的及意義18-19
• 1.4 本文主要研究的內(nèi)容19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 摩擦溫度場基本理論及測溫技術(shù)20-30
• 2.1 摩擦熱理論20-24
• 2.1.1 摩擦產(chǎn)熱機(jī)理20
• 2.1.2 摩擦傳熱模型20-22
• 2.1.3 熱量的傳遞方式22-23
• 2.1.4 溫度場問題的定解條件23-24
• 2.2 溫度場的有限元計(jì)算24-25
• 2.2.1 有限元法概述24-25
• 2.2.2 有限元法熱分析軟件25
• 2.3 摩擦溫度場的測量25-29
• 2.3.1 熱電偶測溫原理25-26
• 2.3.2 紅外熱像儀測溫原理及應(yīng)用26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 往復(fù)滑動(dòng)摩擦生熱實(shí)驗(yàn)30-42
• 3.1 實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作30-35
• 3.1.1 多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)概述30-32
• 3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)試樣32-33
• 3.1.3 試樣熱物性參數(shù)的測量33-35
• 3.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)的開展35-39
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原理35-36
• 3.2.2 系統(tǒng)搭建36-38
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)工況38-39
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟39
• 3.3 實(shí)時(shí)摩擦系數(shù)39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 往復(fù)滑動(dòng)摩擦副瞬態(tài)溫度場的計(jì)算42-50
• 4.1 模型的建立和簡化42-43
• 4.1.1 模型的簡化42
• 4.1.2 單元的選擇42
• 4.1.3 網(wǎng)格劃分42-43
• 4.2 邊界條件的計(jì)算43-46
• 4.2.1 摩擦熱量分配與熱流密度計(jì)算43-44
• 4.2.2 對(duì)流換熱邊界條件計(jì)算44-46
• 4.3 模型邊界條件的加載46-47
• 4.4 摩擦溫度場數(shù)值模擬47-49
• 4.4.1 APDL命令流輸入工作模式概述47-48
• 4.4.2 數(shù)值計(jì)算流程48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析50-74
• 5.1 各種工況的溫度分布情況50-54
• 5.2 熱像儀拍攝結(jié)果分析54-56
• 5.3 同種材料不同工況對(duì)摩擦溫度場分布的影響56-60
• 5.3.1 載荷對(duì)溫度的影響57-58
• 5.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)溫度的影響58-60
• 5.4 摩擦系數(shù)對(duì)溫度的影響60-63
• 5.5 同種工況不同材料對(duì)摩擦溫度場分布的影響63-65
• 5.6 溫度場的準(zhǔn)確性驗(yàn)證及誤差分析65-73
• 5.7 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 課題總結(jié)74-75
• 6.2 課題展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況79

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9 張根p，

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