工程實際中,摩擦熱的產(chǎn)生將對重要工程表面造成嚴重的破壞,相互接觸的摩擦滑動表面是粗糙的,因此對微區(qū)間工程粗糙表面的閃溫和熱-機械應力分析有著重要的理論意義。本文對粗糙表面的分形表征及其接觸模型、粗糙表面閃溫的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向進行了評述;基于三維分形理論建立了粗糙表面接觸熱傳導模型,并對其摩擦滑動界面的傳熱規(guī)律進行了研究。 基于三維分形理論,將工程粗糙表面摩擦生熱問題簡化為一具有分形特性粗糙表面的實體和一具有光滑表面的實體作相對滑動摩擦生熱的問題�？紤]了兩個物體摩擦接觸的熱彈性耦合問題,并利用熱-結構順序耦合建立瞬態(tài)有限元計算模型,以制動器摩擦副材料為例,在有限元軟件ANSYS的非線性有限元多物理場中進行模擬,對粗糙表面接觸模型的瞬時摩擦溫度場/壓力場/應力場進行了計算分析。在數(shù)值計算過程中,著重考慮了微凸體之間的相互影響,溫度變化與接觸區(qū)域壓力變化的耦合問題,最高溫度、最大接觸壓力以及最大
等效應力的變化問題。 本文通過對具有分形特性粗糙表面接觸模型的摩擦滑動三維瞬態(tài)溫度場/壓力場/應力場的耦合計算分析,揭示了粗糙表面滑動摩擦副的溫度、接觸壓力和熱應力...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1－1具有自仿射性的粗糙表面的微觀形貌

分形參數(shù)代入W－M分形函數(shù)獲得的模擬輪廓曲線與實測的輪廓現(xiàn)兩者有很好的一致性[26]�；赪－M分形函數(shù)，Majumdar和Bh－B分形模型，他們用W－M分形函數(shù)來模擬粗糙表面的輪廓線，面的接觸簡化為一等效粗糙表面與一理想剛性光滑平面的接觸，提型[27]，推導出....

圖4－1接觸幾何模型

與任何一垂直平面相交得到的截口都是維數(shù)為H的分形布。H的布朗曲面，高度函數(shù)可以寫為[()]kkkHkkkkZxy=CxB+yB+A∞=(,)∑sincossin1λλsD，sD為模擬布朗曲面的分形維數(shù)。kC是獨立的且服從態(tài)分布，kA和kB是[π]0,....

圖4－2具有分形布朗特性的粗糙表面實體模型

圖4－2具有分形布朗特性的粗糙表面實體模型的簡化：的表面接觸情況較真實的模擬了工程粗糙表面的接觸情后用有限元軟件ANSYS進行模擬分析時造成無法收型進行簡化。而在真實接觸過程中，摩擦副表面較高的觸區(qū)域?qū)⒊惺茌^大的接觸壓力，該區(qū)域的變形較大，隨性變形量的增大，其周圍較低的微....

圖4－3接觸面附近熱流變化

文研究的是微區(qū)間工程粗糙表面的摩擦閃溫問題，由于摩擦滑動時間很短，溫升不會太高，因此在本文研究中可認為摩擦系數(shù)μ以及材料熱膨脹系數(shù)、密度、比熱容保持不變。.2接觸熱阻究分析表明，接觸熱阻是一個受表面形貌、材料熱物性及負載、溫度因素影響的強烈非線性問題，其中表面形貌是其決定性因....

本文編號：4018112