航天器用界面导热填料应用状态接触传热系数分析

为解决航天器用RKTL-DRZ-2型导热脂及RKTL-DRNJ-1型导热凝胶2种新开发导热填料无实际应用状态下接触传热系数数据的问题,采用试验方法对其接触传热系数进行研究,得到在航天器上设备典型尺寸及不同固定螺钉分布情况下的接触传热系数。试验结果表明:在相同安装状态下,与目前常用的RKTL-DRZ-1型导热脂相比,RKTL-DRZ-2型导热脂对界面接触传热性能改善效果较好,RKTL-DRNJ-1型导热凝胶较差。此外,获取了保证导热填料填充效果的实施经验,并给出了导热填料的选用建议。试验分析结论可应用于选用导热填料时的航天器热设计及热控实施。

铜及黄铜与模具钢界面稳态接触换热行为的研究

接触换热系数直接决定金属热加工过程的温度分布,进而影响零件的微观组织及使役性能。本文采用自主开发的稳态接触换热设备和测量系统,系统研究了纯铜及H62黄铜与H13模具钢在接触面温度为200~600℃、压力为1.56~12.56 MPa下的接触换热行为。结果表明,载荷加载的历程对接触换热系数有较大影响,相比于从低载荷加载到目标压力时,从高载荷卸载到同一目标压力测得的接触换热系数更高;在相同加载历程下,接触换热系数随着界面温差的升高而增加,且界面温度高于400℃时接触换热系数增速变快;接触换热系数与压力呈幂指数关系增长,随着压力的增大,接触换热系数增长逐渐变得缓慢;在相同条件下,黄铜/H13传热时的温度梯度更大,导致黄铜/H13的接触换热系数更大。

双圆弧齿轮的接触迹系数K_(△ε)和齿端系数Y(End)

本文分析了不修端的 JB2940—81型双圆弧齿轮在不同的螺旋角β时Δε(轴向重合度ε_β中的尾数)对接触应力和对齿向中部弯曲应力的影响。分别在强度计算公式中引入Δε的影响系数 K_(HΔε)和 K_(FΔε).本文提供了这两个系数的曲线组.这两个系数的数值同轴向重合度ε_β中的整数μ_ε无关,并且这两组曲线差别不大,故可合用,则可简称为接触迹系数 K_(Δε).对于不修端的圆弧齿轮,常常出现崩角破坏.本文计算了端部齿根应力和中部齿根应力的比值,即齿端系数 Y_(End),并绘出了曲线组.本文同时进行了初步的电测试验,试验结果和计算所得数据基本吻合.

铝合金与5CrMnMo模具钢界面接触换热系数实验研究

利用自制的接触换热系数测量装置对铸造铝合金和挤压铝合金分别与5CrMnMo模具钢的接触换热系数进行了实验研究.分析了铝合金与5CrMnMo模具钢间的接触换热系数随接触表面温度和载荷的变化,发现接触换热系数与温度并不存在简单的正比关系,而与载荷的指数近似成正比关系,并且在相同的接触条件和测量条件下铸造铝合金与5CrMnMo的接触换热系数普遍要比挤压铝合金的小.

固体界面接触换热系数影响因素的实验研究

通过自制的接触换热系数测量设备对铝合金与5CrMnMo模具钢、不锈钢与不锈钢间的接触换热系数进行了实验研究,分析了接触换热系数随温度和压力的变化趋势,并且分析了改变接触过程后接触换热系数的变化。实验结果发现,接触换热系数与温度的关系并不是简单的正比关系,而是与载荷近似成正比关系;且在其它接触条件相同的情况下,如接触过程的升温过程和降温过程、加载过程和卸载过程等不同,接触换热系数的测量值也不同。

TP2铜与3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热系数

基于反传热算法,制造一套瞬态接触换热系数测量装置,研究高温TP2铜与低温3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热过程。结果表明:接触载荷在1.56～7.80MPa范围内变化时,高温TP2铜的初始温度为400、500和600℃,低温3Cr2W8V模具铜的初始温度为100、200和300℃。瞬态接触换热系数在很短时间内(5s)快速增大到某一恒定值,并随着时间延长,产生缓慢的后续增加过程。接触换热系数随着接触载荷的增加而增大,呈幂指数关系,且试样初始温度越高,接触换热系数增大的趋势越快。

摆动辗压接触面积系数的分析研究

根据摆动辗压过程中工件的直径、变形程度、加工硬化等的实际情况。

6061铝合金与H13模具钢固体界面接触换热系数的反分析求解

采用FORTRAN语言建立固体界面一维反热传导的计算程序,结合自制的热电偶测温实验装置,等效研究6061铝合金挤压型材在线弯曲过程中与H13模具钢界面的瞬态换热行为,探讨初始温度、接触载荷、表面粗糙度和热流方向对接触换热系数的影响。结果表明:瞬态换热系数在开始接触的短时间内(5 s)急剧上升,然后缓慢增大至某一稳定值。当界面平均接触温度从111.5℃增大到211.5℃时,接触换热系数迅速增加。进一步提高界面平均接触温度,接触换热系数增加速率下降;随着表面粗糙度的增大,接触换热系数逐渐减小,在1.66～2.05μm范围内影响最为显著。随着载荷的增加,接触换热系数逐渐增大,敏感性逐渐下降;热流方向从铝合金到H13钢时的接触换热系数明显要比H13钢到铝合金的接触换热系数大。

基于有限元反求的热拉弯成形界面接触换热系数研究

使用热拉弯成形工艺中常用的石棉水泥板设计了一套平板模具,通过成形界面热传导试验,获得了钛合金板材与石棉水泥板模具在5~25 MPa载荷范围内进行热传导时的温度变化曲线,研究了两者间的传热规律,通过与有限元计算结果的反求对比,获得了不同载荷条件下的界面接触换热系数。研究发现：接触载荷越大,钛合金板料向模具传热越快,模具表面所能达到的最高温度越高;随着时间的推移,模具温度逐渐下降,不同载荷条件下模具的最终温度趋于一致;钛合金与石棉水泥板模具之间的界面接触换热系数随着接触载荷的增大而增大,但当载荷大于15 MPa时,两者间的微观接触状态基本趋于稳定,界面接触换热系数增大的越来越慢。

热锻温度场接触换热系数测试方法

基于能量守恒定律,提出一种高温、塑性变形条件下固体接触换热系数的测试方法。以此为基础,开发试制了一套不同接触条件下的固体接触换热系数的测试系统。设计了合理的实验方案,并利用该测试系统测试了H13钢与SA508-3钢在不同初始界面温差、接触载荷下的接触换热系数。研究实测结果发现,在高温下(900℃以上),接触换热系数随着接触载荷增大而增大,且呈现较好的幂律关系;初始界面温度对接触换热系数影响较小;初始界面温差对幂指数的影响较小。实测温度数据与数值模拟数据相吻合,表明该测试系统具有较好的精度与可靠性,具有工业实用价值。

接触面载荷和温度对AZ91D镁合金/H13模具钢界面接触换热系数的影响

采用由滑轮增力机构和液压增力机构组成的二级增力机构加载的稳态热流方法，通过自制的界面接触换热系数测量装置对AZ91D镁合金／H13模具钢界面的接触换热系数进行了研究，分析了接触面载荷和温度对界面接触换热系数的影响。结果表明：当接触面载荷较低时，随载荷的增大，接触换热系数变化较为显著，在高载荷区域接触换热系数对载荷的敏感性有所下降；接触面温度越高，接触换热系数越大，在320-370℃温度范围内，界面接触换热系数随温度升高的变化不明显，越过此阶段后又随温度升高而增大。

AZ31B镁合金轧制界面接触换热系数的实验研究

以AZ31B镁合金与轧辊间界面接触换热系数为研究对象,利用一维稳定导热原理,通过自制的测量装置对AZ31B镁合金与9Cr2Mo钢轧辊的界面接触换热系数进行了实验研究,分析了不同载荷、温度和界面粗糙度下镁合金与9Cr2Mo钢的接触换热系数变化规律。结果表明:界面接触换热系数与界面平均温度之间并非简单正比关系,低温区接触换热系数与温度的斜率小于高温区;界面接触面换热系数与挤压载荷成近似正比关系;表面粗糙度值越小,接触换热系数越大。

基于VB与Fortran开发固态接触换热系数测量系统

固态界面接触换热系数直接影响界面间热量传递和温度分布,测定接触换热系数有助于热功过程的设计和优化。笔者基于传热学基本原理,设计了固体材料接触换热实验装置,并采用Visual Basic和Fortran语言开发了固态界面接触换热系数测定的温度采集及数据处理系统。应用开发的系统对不锈钢接触换热系数进行了测定,数据可重复性良好。测量结果显示,随接触压力增加,接触换热系数增加。所开发的测定系统和实验装置可以用来测定固态界面接触换热系数。

层间接触状态对桥面铺装结构力学响应的影响

为解决混凝土桥桥面铺装结构设计时对调平层与沥青铺装层层间真实接触状态考虑不足的问题,采用理论推导和室内试验相结合的方法,应用层间接触系数来评价不同层间处治措施下的层间接触状态,同时采用ANSYS软件对不同接触条件下的力学响应进行分析.结果表明,植石措施下的层间接触系数值最大,为0.607,这与其表面构造深度大有关;部分连续层间接触状态下沥青铺装结构的受力状态明显较完全连续接触条件恶化,以拉毛措施下的沥青铺装层剪应力为例,XY向、YZ向剪应力最大值分别为0.412 MPa和0.421 MPa,较完全连续条件下的0.195 MPa和0.222 MPa分别增加了111%和91%,说明以完全连续层间接触条件进行铺装结构设计是不合理的;四种混凝土表面处治措施下,各铺装层所受最大应力变化不大,但与完全连续状态相比,沥青铺装层的受力状况明显恶化,说明在铺筑实体工程时要尽可能增强调平层与沥青铺装层的层间接触状态.

桥面铺装混凝土调平层与沥青面层接触状态研究

针对桥面铺装混凝土调平层和沥青面层之间接触状态评价指标缺失的问题，提出了层间接触系数口的概念，运用理论推导的方法得出部分连续式双层梁层间接触系数的计算公式，并设计部分连续式双层梁弯曲试验，分别在混凝土调平层表面进行拉毛、刻槽和凿毛处理，然后在不同黏结层改性沥青洒布量的条件下进行层间接触系数的测算．结果表明：凿毛处理后的层间接触状态最好，此时层间接触系数最大值为o．483，黏结层改性沥青最佳洒布量为1．6～2．okg／m^2；拉毛和刻槽处理后，层间接触系数最大值分别为0．428和0．412，黏结层改性沥青最佳洒布量为1．2～1．6kg／m^2．

物体与容器底壁部分紧密接触时的浮力情况

针对"物体与容器底壁部分紧密接触时所受浮力与哪些因素有关"这一问题,引入不紧密接触系数k,在不考虑大气压力作用下,选取规则圆柱体和不规则柱体倒圆台为对象展开讨论.从理论分析求出物体所受浮力的表达式,通过图像给出浮力与各变量间的关系.得出结论,物体与容器底壁部分紧密接触时浮力不仅与ρ液,V排,g有关,还与物体表面积s、浸入液体深度h以及接触系数k有关.

再议物体与容器底壁部分紧密接触时浮力的大小

不考虑大气压力作用下,物体所受浮力的大小不仅与ρ_液、V_排和g有关,还与物体表面积s、浸入液体深度h以及接触系数k有关.那么如果考虑大气压力作用,结论是否变化.从理论分析、公式推导两条路径进行了讨论,得出结论:物体与容器底壁部分紧密接触时,浮力不仅与ρ_液、V_排和g有关,还与物体表面积s、浸入液体深度h以及接触系数k有关,使得该问题的研究更为圆满,为教学提供参考.

固态塑性成形过程中界面接触换热的实验研究

文章通过自制的接触换热系数测量设备对纯铜与3Cr2W8V合金钢、不锈钢与不锈钢间的接触换热系数进行了实验研究。分析了温度和载荷对接触换热系数的影响,并且分析了在铝合金和模具钢的接触面间加入玻璃润滑剂后对接触换热系数的影响。实验结果发现,接触换热系数与温度的关系并不是简单的正比关系,而与载荷的指数近似成正比关系,且在接触面涂上玻璃润滑剂后,接触换热系数可大大降低。

C18150铜合金与H13模具钢稳态接触换热系数实验研究

使用一套稳态接触换热系数实验设备,测量了C18150铜合金与H13模具钢的稳态接触换热系数。控制热流方向由H13模具钢流向C18150铜合金,界面平均温度为200~600℃,接触载荷分别为1.56、6.24、10.92和15.6MPa。研究分析了界面平均温度、接触载荷、接触历史过程对稳态接触换热系数的影响规律。界面平均温度通过改变材料属性和接触表面状态进而影响稳态接触换热系数。实验结果表明,界面平均温度为345℃、接触载荷为15.6MPa时,稳态接触换热系数最大。不同接触历史过程下,加载过程中测量的稳态接触换热系数小于卸载过程。实验研究可进一步提高C18150铜合金热成形过程数值模拟的精度,进而提高成形质量。

温度与载荷对GH4169/5CrMnMo界面接触换热的影响

基于传热学基本原理建立合理简化的热接触模型。应用稳态法,通过自制的实验设备对GH4169高温合金与5CrMnMo模具钢的界面接触换热系数进行测量。根据实验数据归纳出接触换热系数的经验计算关系式,比较计算结果和实验结果。研究结果表明:接触界面温度变化范围为240～560℃,接触载荷能够达到15.68MPa;接触换热系数随界面温度和接触载荷的增加呈现增大趋势,但在320℃和470℃附近出现换热系数的极小值,温度与载荷的作用是通过改变材料热物性及力学性能间接实现的;经验计算关系式满足幂律关系,引入修正系数α和δ后,能够合理地预测接触换热系数,计算结果与实验结果较吻合。