基于界面测温的面接触摩擦温度场研究

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1、基于界面测温的面接触摩擦温度场研究摘要本论文是在对原有多功能环境可控摩擦磨损试验机试样装夹机构改造的基础上，设计了可测量面接触摩擦副摩擦界面温度的专用试验台架：采用高灵敏度(±1％或±1℃，取大值)、高响应速度(0．1秒)、非接触式红外测温探头直接测量环形面接触摩擦副界面实时温度，并将温度数据实时保存到计算机中；考虑到摩擦副循环对称的结构特点，借助于ANSYS提供的APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)语言和VisualBasic6．0，本文利用混合编程技术编制了界面友好的温度场分析模块，该模块实

2、现了面接触摩擦副温度场建模的参数化，并且实现了边界条件处理和求解控制的自动化，可以方便地根据试验结果得到摩擦副温度场分布数字云图和相关试验数据及结论报表，达到了摩擦副界面温度的在线测量、智能分析的目的。本文还以45#钢作为上试样，分别以三种典型材料(锡青铜、铸铁、尼龙)作为下试样组成的环形面接触摩擦副为研究对象，应用多功能环境可控摩擦磨损试验机，对边界润滑或干摩擦过程中摩擦热作用下的摩擦温度进行了测量和分析；系统地研究了几种典型材料在不同试验工况下的温度场分布和变化情况；红外热像仪的观测结果对有限元模型的分析结果迸行了验证，提高

3、了面接触摩擦副温度场分析的精度。关键词：温度场，红外测温，摩擦界面，有限元分析，混合编程ResearchontheFrictionalTemperatureFieldoftheFace．．to．．FaceContactBasedontheMeasurementoftheInterfaceAbstractInthisthesis，atestdeviceisspeciallydesignedtoenablethetemperatureonthefrictionalinterfacetobemeasured，whichisbasedo

4、ntheimprovementoftheclampingstructure，animportantpartofthemulti．functionalenvironment．controllabletribometer(MECT)．Andthereal．timeinterfacetemperatureoftheannularfrictionpairismeasureddirectlybytheinfraredtemperatureprobewithsomeexcellentcharacteristicssuchashighsens

5、itivity(±1％or±1℃，takethelargevalue)，highresponsespeed(0．1second)，andsavedintoacomputerdynamically．Consideringthestructuralcharacteristicsofthefrictionpairbeingcyclosymmetrie，ananalysismoduleforthefrictionaltemperaturefieldisdevelopedbythemixedprogrammingmethodwhichma

6、kesuseoftheAPDL(providedbyANSYS)andVisualBasic6．0withfriendlyinterfaces．Andthemoduledoestheparametricmodelingforthefrictionaltemperaturefieldanalysisoftheface-tO—facecontactpair，anddoestheautomatichandlingwithboundaryconditionsandtheintelligentcontrollingoverthesolvi

7、ngprogress，SOthatitisconvenienttoobtainthedigitalimagesofthefrictionaltemperaturedistributionofthefrictionpairandrelevantreportsbasedontheexperimentaldatainordertorealizethepurposesofon-linemcasurementandautomaticanalysis．Furthermore，theannularface-to．facecontactfric

8、tionpairscomposedof45群steelastheupper—sampleandthreetypicalmaterials(bronze，castiron，nylon)asthelower-samplesweretestedunderdryslid