基于红外测温的面接触摩擦温度场研究.pdf

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1、2013年4月润滑与密封Apr．2013第38卷第4期LUBRICAT10NENGINEERINGV01．38No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．04．001基于红外测温的面接触摩擦温度场研究俞建卫程清魏巍李奇亮(1．合肥工业大学摩擦学研究所安徽合肥230009；2．安徽省粉末冶金技术工程中心安徽合肥230009)摘要：为了探索面接触摩擦温度场的分布，采用尼龙和锡青铜分别与45钢构成环一块滑动摩擦副进行摩擦磨损实验，用非接触式红外探头直接测出摩擦区域的实时温度，将此作为

2、边界条件导人ANSYS中分析其摩擦生热过程，求解温度瞬态分布和接触区的温度变化趋势，并与实验数据进行比较。结果表明：红外探头测温具有相对较高的实时性和精确性；摩擦试验工况条件及摩擦副材料热物性是影响温度场分布的主要因素。关键词：摩擦副；温度场；红外测温；面接触中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)4—001—6Research0ntheFricti0nalTemperatureFieldofFace．t0．FaceContactwithInfraredRadiati0

3、nThermometryYuJianweiChengQingWejWeiLjQiliang(1．InstituteofTribology，HereiUniversityofTechnoleogy，HefeiAnhui230o09，China：2．AnhuiResearchCenterforPowderMetallurgyEngineering&Technology，HefeiAnhui230009，China)Abstract：Inordertostudythedistributionofsurfacecon

4、tactfrictiontemperaturefield，nylonandbronzewererespec-tivelyusedtoconstitutethefrictionpairswith45steel，andthefrictionandweartestswerecarriedout．Thereal—timein-terfacetemperatureoftheannularfrictionpairwasmeasureddirectlybytheinfraredtemperatureprobe，andthe

5、datawereimportedinANSYSasaboundaryconditiontosimulatetheprocessoffrictionheatgeneration．Thetransienttemperaturedistributionandthetemperaturechangetendencyincontactzonewereanalyzed，andthecalculatedresultswerecomparedwiththeexperimentalresultsundertheconditio

6、ns．Theresultsshowthattherelativelyhishreal—timeandaccuracyareshowedbyusingtheinfraredtemperatureprobe，thethermalpropertiesofthefrictionpairsandthefrictiontestconditionsarethemainfactorsaffectingthetemperaturedistribution．Keywords：frictionpair；temperaturefie

7、ld；infraredradiationthermometry；facecontact在滑动摩擦过程中，摩擦热所形成的温度场及其擦界面的温度，并将其导入ANSYS建立的端面滑动热学现象对材料和摩擦副的摩擦学行为有着非常重要摩擦模型中，分析摩擦热的产生及传导过程，以探索的影响，加上摩擦界面的不可见性，使温度场研建立摩擦温度场模型的有效途径。究成为国内外的热点和难点。日前常用的摩擦温度测1实验模型量方法有接触式和非接触式2种。在接触测量中，常实验模型如图1所示。见的有盘面预置热电偶技术和预埋热电偶技术；非接触式测

8、量主要利用物体表面的辐射进行测温。与接触式测量相比，非接触测量不会破坏被测物体的自身温度场，也不受被测物体的腐蚀和毒化等影响，可以获得较高的测量精度。本文作者通过多功能摩擦磨损试验机、红外探头搭建平台]，实时测量出摩}基金项目：国家自然科学基金项目(51075114；50975072)；安徽省自然科学基金项目(090414159)．收稿日期：2012—09—15作者简介：俞建卫(1956一)，男，研