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粗糙表面热接触有限元数值分析

作　者: 李鹏
导　师: 陈国定
学　校: 西北工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 1.温度场 2.接触热阻 3.热─结构耦合 4.粗糙度 5.三维有限元
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 721次
引　用: 4次
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内容摘要

本文应用摩擦学和传热学的知识对两粗糙表面的相互接触过程进行了相关的分析，建立了一个与实际情况较为吻合的描述两粗糙表面热接触过程的三维有限元分析数学模型，并采用ANSYS软件对粗糙表面热接触过程进行了分析，获得了接触物体的温度场分布，以及在此基础上进行了粗糙表面接触热阻的计算。在采用ANSYS软件进行热接触分析时，使用了该软件提供的热—结构耦合功能，从而将两接触表面在接触过程中的力学性能影响和温度效应影响同时加以考虑，因而更加符合两粗糙表面相互接触并有热流流经接触面的实际情况。另外，本文对影响接触热阻的一些参数进行了研究与分析，得出了有益的结论。最后，根据本文所提出的方法对一个粗糙表面间热接触的实际问题进行了计算，将所获得的结果与有关文献提供的实验结果进行了比较，取得了较好的吻合性。

全文目录

第一章绪论  7-10
  1．1 粗糙接触表面温度场及接触热阻计算的意义及现状  7-8
  1．2 温度场研究及热接触耦合分析方法  8-9
  1．3 本文的主要工作  9-10
第二章粗糙接触表面形貌数学处理及其热接触模型参数的确定  10-19
  2．1 粗糙接触表面形貌的数学处理  10-15
    2．1．1 曲面接触的HERTZ理论  10-12
    2．1．2 具有相同高度的多个微凸体表面的接触  12-13
    2．1．3 具有高度不同的多个微凸体表面的接触  13-15
  2．2 热接触模型的建立及其几何参数和物理参数的确定  15-19
    2．2．1 热接触模型的建立  15-16
    2．2．2 接触模型的几何参数的确定  16-19
第三章接触物体温度场计算的数学模型  19-28
  3．1 热平衡方程  19-22
  3．2 定解条件  22-24
  3．3 温度场计算模型和边界条件  24-25
  3．4 接触热阻的计算模型  25-28
第四章 ANSYS简介及热接触计算方法的实现  28-36
  4．1 ANSYS软件的发展及概述  29
  4．2 ANSYS典型分析过程简介  29-32
    4．2．1 有限元模型的创建（前处理）  30-31
    4．2．2 加载和求解  31-32
    4．2．3 查看结果（后处理）  32
  4．3 热接触计算方法的实现  32-36
第五章计算结果及分析  36-57
  5．1 单个粗糙峰模型的温度场分析和接触热阻的计算  36-53
    5．1．1 长方体粗糙峰接触模型的温度场分析和接触热阻的计算  36-41
    5．1．2 圆柱体粗糙峰接触模型的温度场分析和接触热阻的计算  41-44
    5．1．3 球体粗糙峰接触模型的温度场分析和接触热阻的计算  44-49
    5．1．4 圆锥体粗糙峰接触模型的温度场分析和接触热阻的计算  49-53
  5．2 接触热阻计算的一个实例  53-57
结论  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-61

粗糙表面热接触有限元数值分析

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