基于动态数据的端面摩擦热-力耦合分析.pdf

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1、2014年6月润滑与密封Jun．2014第39卷第6期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．39No．6DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．06．014基于动态数据的端面摩擦热一力耦合分析杨婷婷程清俞建卫解挺(1．安徽新华学院土木与环境工程学院安徽合肥230088；2．合肥工业大学摩擦学研究所安徽合肥230009；3．安徽合力股份有限公司安徽合肥230601)摘要：为了更加准确地探索端面摩擦过程中的温度分布情况，使用端面摩擦过程中的实时动态摩擦因数和红外探头实测温度作为边界条件，在多场耦合软件COMSOLMultiphysic

2、s中进行热一力直接耦合分析，并利用红外热像仪对计算结果进行检验。结果表明：实时边界条件与数值计算相结合的方法可以准确地模拟出端面摩擦瞬态温度场；摩擦副之间的转速、载荷、摩擦因数是影响温度场分布的主要因素。关键词：端面摩擦；动态摩擦因数；COMSOLMultiphysics；热一力耦合；摩擦温度场中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)6—076—7Thermal-MechanicalCouplingAnalysisofFaceFrictionBasedonDynamicDataYangTingting'ChengQing。’。YuJ

3、ianweiXieTing(1．TheEnvironment&CivilEngineering，AnhuiXinhuaUniversity，HefeiAnhui230088，China；2．InstituteofTribology，HefeiUniversityofTechnology，HefeiAnhui230009，China；3．AnhuiHeliCo．，Ltd．，HefeiAnhui230601，China)Abstract：Inordertomoreaccuratelyexplorethedistributionoffrictiontemperaturefiel

4、dbetweenthefacefriction，thereal—timedynamicfrictioncoeficientandtheinfraredprobemeasuredtemperatureoffacefrictionprocesswereusedasaboundaryconditiontoimportintotheCOMSOLMultiphysics，thethermal—structurecouplinganalysiswasperformed，andthecalculatedresuhswastestedbyinfraredthermalimager．The

5、resultsshowthatthepresentednumericalcalculationmethodwithcombinationofreal-timeboundaryconditionscansimulatethetransientfrictiontemperaturefieldoffacefrictionmoreaccurately；speed，loadandfrictioncoeficientarethemainfactoraf-fectingthetemperaturedistribution．Keywords：facefriction；dynamicfri

6、ctioncoeficient；COMSOLMultiphysics；thermal-mechanicalcoupling；frictiontemperaturefield环一块端面摩擦时，其表面材料的变形或者撕裂等利用分布式热电偶对销一盘摩擦磨损试验中试销时所产生的能量大部分转换成热量，从而引起摩擦副的温度场进行了测量；Nagaraj和Shen等利用温度的升高⋯。研究表明，摩擦热形成的温度场对摩Planck黑体辐射定律和Wien偏移定律测量了摩擦表面擦副的材料特性以及摩擦学特性有着很重要的影响，温升；马红玉等报道了摩擦副温度场的经典有限元很大程度上决定了滑动轴承工作的稳

7、定性和寿命。所分析。但上述的研究都做了大量的条件假设，所探讨以对摩擦副摩擦温度场的分析有着很重要的意义。的温度场的温度与实际的温度分布还是有点距离的。摩擦时由于其摩擦界面的不可见性，这对其摩擦本文作者选用常用的轴承材料作为研究对象，采用实时的实验摩擦因数与红外技术测得的实时温度数过程中的温度研究带来了很大的困难。目前，对摩擦温度场的研究主要包括测量与模拟2个方面。于旭东据，结合有限元理论在多场耦合软件COMSOLMul—tiphysies中进行热一力完全耦合分析，以获得更加准确的滑动摩擦温度分布情况，并利用红外热像仪对计基金项