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半椭球形微凸体的结合面接触热导分形模型

赵海路 张学良 许雍泰

赵海路, 张学良, 许雍泰. 半椭球形微凸体的结合面接触热导分形模型[J]. 制造技术与机床, 2022, (9): 123-130. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.019
引用本文: 赵海路, 张学良, 许雍泰. 半椭球形微凸体的结合面接触热导分形模型[J]. 制造技术与机床, 2022, (9): 123-130. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.019
ZHAO Hailu, ZHANG Xueliang, XU Yongtai. Fractal model of contact thermal conductance of the joint surface based on semi-ellipsoid asperity[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (9): 123-130. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.019
Citation: ZHAO Hailu, ZHANG Xueliang, XU Yongtai. Fractal model of contact thermal conductance of the joint surface based on semi-ellipsoid asperity[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (9): 123-130. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.019

半椭球形微凸体的结合面接触热导分形模型

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.019
基金项目: 国家自然科学基金(51275328);山西省自然科学基金(201901D111248);太原科技大学校级研究生教育创新项目(XCX212074)
详细信息
    作者简介:

    赵海路,男,1994年生,硕士研究生,主要研究方向为机械结合面接触特性。E-mail:2310935033@qq.com

    通讯作者:

    张学良,男,1964年生,教授,博士生导师,主要研究方向为机械结合面接触特性、智能优化算法及应用、机电系统结构动态特性与测试技术。E-mail:zhang_xue_l@sina.com

  • 中图分类号: TH113

Fractal model of contact thermal conductance of the joint surface based on semi-ellipsoid asperity

  • 摘要: 基于K-E模型和三维分形理论,将结合面接触点拓展为椭圆形,建立了考虑半椭球形微凸体弹性、弹塑性和塑性变形机制的结合面接触热导分形模型。基于所建模型研究了椭圆偏心率、分形参数和法向载荷对结合面接触热导的影响,模型仿真结果表明:微凸体为半椭球形的结合面接触热导随椭圆偏心率、分形维数、法向载荷和接触率的增大而增大;而随着分形粗糙度参数的增大而减小;所建模型较于半球形微凸体的结合面接触热导模型更适用于法向载荷较大的情况。并将所建模型的仿真计算结果与实验数据进行了对比分析,验证了所建模型的正确性,从而为实际工程中求解有关结合面接触热导问题提供了一定的理论参考。

     

  • 图  1  半椭球形微凸体与刚性平面接触模型

    图  2  建模流程图

    图  3  D$H_c^*$的影响$(e = 0.5,\phi = 1.5)$

    图  4  $e$$A_r^*$$H_c^*$的影响$(\phi = 1.5,D = 2.3)$

    图  5  ${P^*}$${G^*}$$H_c^*$的影响$(e = 0.5,\phi = 1.5)$

    图  6  两种接触热导模型的对比$({G^*} = 1e - 9)$

    图  7  本文模型与球形模型及实验数据的对比

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-17
  • 录用日期:  2022-07-12
  • 网络出版日期:  2022-08-19

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