在傳熱學(xué)應(yīng)用范圍內(nèi),熱源處于移動狀態(tài)的情況比較多見。特別是兩個物體相互作用時,熱源會隨摩擦作用產(chǎn)生并相互轉(zhuǎn)移。例如:活塞與缸體內(nèi)壁的摩擦作用,剎車盤與剎車片的摩擦作用,切削加工時刀具與工件的相互作用。移動熱源廣泛存在于各種機械行業(yè)、核反應(yīng)堆、航空航天、鐵路、汽車、電力工業(yè)等領(lǐng)域的摩擦接觸部件中,對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能具有重要影響。因此,開展對移動熱源的研究是十分必要和迫切的。本文采用自主編寫的程序?qū)σ苿訜嵩催M(jìn)行數(shù)值模擬,研究了兩種典型移動熱源問題的瞬態(tài)溫度場以及溫度變化規(guī)律。主要的研究內(nèi)容有:(1)采用伽遼金法離散控制微分方程將控制方程轉(zhuǎn)換為可以進(jìn)行數(shù)值求解的有限元方程。運用多載荷步方法對處于移動熱源邊界條件上的單元進(jìn)行處理,實現(xiàn)了移動熱源邊界條件的數(shù)值模擬。(2)利用C++計算機語言開發(fā)了計算程序,并嵌入現(xiàn)有的有限元軟件平臺,最終實現(xiàn)移動熱源的數(shù)值模擬。(3)選取兩種典型的有移動熱源作用(相互作用的薄板和汽車制動時的制動盤)的案例進(jìn)行計算,在現(xiàn)有的FER/View后處理軟件下進(jìn)行分析,研究接觸界面的瞬態(tài)溫度場以及溫度變化規(guī)律,從而驗證算法的有效性。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124;TP311.1
【部分圖文】：

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 3 頁1.2.2 移動熱源的具體意義如前文 1.2.1.3 所述，熱傳導(dǎo)共有 3 種邊界條件。在本文中研究的移動熱源問題為：第二類邊界條件作用的空間位置隨時間發(fā)生變化，以及第二類邊界條件的具體數(shù)值也隨時間發(fā)生變化。也即是在不同時間存在熱流密度的位置和大小不同。這類情形比較多見。例如：在切削加工時，刀具與被切削的工具之間的作用。工件高速旋轉(zhuǎn)，刀具與被加工工件之間劇烈作用，會產(chǎn)生大量的熱量，如果對工件進(jìn)行傳熱的模擬，則可以把產(chǎn)生的熱量當(dāng)成第二類邊界條件處理，也就是在工件上有熱量密度，且熱量密度作用的區(qū)域隨時發(fā)生變化，這就是本文所述的移動熱源。同樣，在汽車制動時，剎車盤的摩擦作用，摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，而摩擦的位置又隨時間發(fā)生變化，因此，也可以看作是有移動熱源的作用。類似的例子還有很多，例如活塞與燃燒室內(nèi)壁的作用、滑動軸承中軸瓦與軸頸的作用等。

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 3 頁1.2.2 移動熱源的具體意義如前文 1.2.1.3 所述，熱傳導(dǎo)共有 3 種邊界條件。在本文中研究的移動熱源問題為：第二類邊界條件作用的空間位置隨時間發(fā)生變化，以及第二類邊界條件的具體數(shù)值也隨時間發(fā)生變化。也即是在不同時間存在熱流密度的位置和大小不同。這類情形比較多見。例如：在切削加工時，刀具與被切削的工具之間的作用。工件高速旋轉(zhuǎn)，刀具與被加工工件之間劇烈作用，會產(chǎn)生大量的熱量，如果對工件進(jìn)行傳熱的模擬，則可以把產(chǎn)生的熱量當(dāng)成第二類邊界條件處理，也就是在工件上有熱量密度，且熱量密度作用的區(qū)域隨時發(fā)生變化，這就是本文所述的移動熱源。同樣，在汽車制動時，剎車盤的摩擦作用，摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，而摩擦的位置又隨時間發(fā)生變化，因此，也可以看作是有移動熱源的作用。類似的例子還有很多，例如活塞與燃燒室內(nèi)壁的作用、滑動軸承中軸瓦與軸頸的作用等。

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 3 頁1.2.2 移動熱源的具體意義如前文 1.2.1.3 所述，熱傳導(dǎo)共有 3 種邊界條件。在本文中研究的移動熱源問題為：第二類邊界條件作用的空間位置隨時間發(fā)生變化，以及第二類邊界條件的具體數(shù)值也隨時間發(fā)生變化。也即是在不同時間存在熱流密度的位置和大小不同。這類情形比較多見。例如：在切削加工時，刀具與被切削的工具之間的作用。工件高速旋轉(zhuǎn)，刀具與被加工工件之間劇烈作用，會產(chǎn)生大量的熱量，如果對工件進(jìn)行傳熱的模擬，則可以把產(chǎn)生的熱量當(dāng)成第二類邊界條件處理，也就是在工件上有熱量密度，且熱量密度作用的區(qū)域隨時發(fā)生變化，這就是本文所述的移動熱源。同樣，在汽車制動時，剎車盤的摩擦作用，摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，而摩擦的位置又隨時間發(fā)生變化，因此，也可以看作是有移動熱源的作用。類似的例子還有很多，例如活塞與燃燒室內(nèi)壁的作用、滑動軸承中軸瓦與軸頸的作用等。
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本文編號：2849118