一种考虑微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻的接触热阻建模方法

本发明属于高温合金接触热阻测试，涉及一种考虑微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温情况下辐射热阻的接触热阻建模方法，该方法运用matlab计算并分析了基体热阻、收缩热阻和辐射热阻的影响。

背景技术：

1、高温条件下的固-固界面之间的接触热阻是航空航天、能源动力、热核反应等领域的研究热点，是高温工程应用中涉及热控制和热防护系统设计的关键参数之一。目前对接触热阻的预测模型主要为赫兹接触模型、经典的力学统计模型、基于统计学的w-a以及基于w-m函数的m-b模型，前三个模型受到仪器的分辨率以及取样长度的影响，m-b模型由于分形函数与尺度无关的性质，该模型具不受仪器分辨率的影响。目前大部分模型没有考虑高温情况下辐射对接触热阻的贡献，本发明综合考虑了微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温下辐射的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种考虑微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻的接触热阻建模方法，该方法运用分形理论建立接触热阻模型并考虑了微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻的影响。该方法首先建立结合面实际接触面积和接触载荷方程，然后在弹性、弹塑性和塑性变形的情况下建立基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻，从而建立总接触热阻模型，最后使用matlab编写计算程序得到总接触热阻。

2、本发明是采用以下技术手段实现的：

3、s1、首先用分形理论对整个粗糙表面进行理论描述，计算微触体的临界变形面积，并讨论不同力学变形情况下的接触面积和接触在和。将接触面积和接触载荷积分得到实际接触面积和接触载荷，随后计算单个接触点的基体热阻与收缩热阻，将单个接触点的基体热阻与收缩热阻是做串联，不同接触点热阻视作并联计算传导热阻。

4、s2、考虑材料的辐射性质，建立辐射热阻模型，并将辐射热组和传导热阻并联得到接触热阻模型。

5、s3、按照计算流程编写matlab程序计算接触热阻随载荷变化曲线图。

6、本发明的特点在于考虑了微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻影响，能够对各个热阻进行精确计算。本发明提供的方法可为高温下合金的热态特性分析边界条件接触热阻的计算提供指导。

7、通过下面的描述并结合附图说明，本发明会更加清晰，附图说明用于解释本发明方法及实施例。

技术特征：

1.本发明的目的是提供一种考虑微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻的接触热阻建模方法，该方法运用分形理论建立接触热阻模型并考虑了微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻的影响；该方法首先建立结合面实际接触面积和接触载荷方程，然后在弹性、弹塑性和塑性变形的情况下建立基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻，从而建立总接触热阻模型，最后使用matlab编写计算程序得到总接触热阻；

2.根据权利要求1所述的一种考虑微凸体的基体热阻、收缩热阻和空气介质热阻的接触热阻建模方法，其特征在于：

3.接触点的实际接触面积与接触压力

4.热阻单元的接触热阻

5.辐射贡献热阻

6.粗糙表面的接触热阻

技术总结
本发明公开了一种考虑微凸体的基体热阻、收缩热阻和高温辐射热阻的接触热阻建模方法，该方法考虑了高温下辐射热阻对接触热阻的影响。该方法根据微凸体的弹性、弹塑性和塑性变形计算，结合面实际接触面积和接触载荷，然后分别计算基体热阻、收缩热阻和辐射热阻，总接触热阻通过基体热阻、收缩热阻串联然后与辐射热阻并联计算得出，最后使用Matlab编写计算程序得到接触热阻和载荷的关系。本发明的特点在于考虑微凸体高温情况下辐射热阻的影响，载荷较小时由于实际接触面积较小辐射热阻占比较高，不能忽略；温度较高时，辐射贡献的热通量大大提升，需要重视。本发明提供的方法可为高温合金热态分析的边界条件接触热阻的计算提供理论依据。

技术研发人员：谢智
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15