高速载流摩擦件瞬态温度场测量研究

发布时间：2017-12-27 12:41

  本文关键词：高速载流摩擦件瞬态温度场测量研究　出处：《燕山大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 高速载流摩擦 瞬态热分析 红外测温 高温损伤

【摘要】：高速载流摩擦是处于电流流通状态的特殊摩擦学行为,被广泛应用于电气铁路交通系统、航空航天等研究领域,具有高速、高温、高载荷的苛刻条件。高速载流摩擦系统中的摩擦副接触面处于电磁、温度、应力三种场耦合的环境中,尤其是在高速相对滑动、加载大电流的情况下,接触表面积累大量热量,产生瞬时高温,对接触面造成高温损伤,严重影响摩擦副的导电性能,耐磨损机能下降,引发设备损伤。因此,目前载流摩擦学领域迫切需要在接触面温度特性方面有更深的研究。本文针对高速载流摩擦过程中接触面温度开展直接测量与动态规律研究,通过研究高速载流摩擦过程中的温度动态特性,进一步对接触表面温度进行瞬态热分析,建立高速载流摩擦试验机温度场计算模型,模拟仿真高速载流摩擦过程中滑动摩擦件接触表面区域的温升规律,分别研究了摩擦热、接触电阻热、电弧热三种不同热源单独作用下的接触表面温度规律,继而研究三种热源共同存在并作用于接触面的温升规律。以高速载流摩擦试验机为主要平台,研究了改进的红外测温方法,采用特殊的安装方式,搭建温度测量平台,直接获取接触面温度数据,解决了非外漏接触面瞬态温度的测量问题。将实际测量数据与仿真结果相结合,通过数据对比验证了仿真模型的正确性。同时,对实验后的摩擦件表面进行图像采集,通过对摩擦件表面宏观形貌的分析及体积损失的计算,研究了不同加载条件对接触面温度和摩擦件损伤程度的影响。通过进一步的实验,总结了不同电流、不同压力条件下摩擦件高温损伤的规律,给出了降低温度、减轻摩擦件损伤的有效措施和合理建议。本文基于高速载流摩擦件温度的研究结果,为如何降低接触表面温度、选择合适表面接触材料及减轻摩擦件损伤等提供了有力的参考依据。
[Abstract]:High speed current carrying friction is a special tribological behavior in the state of current circulation. It is widely applied in the research fields of electric railway, transportation system and aerospace, and has high speed, high temperature and high load. High speed current carrying friction friction in the system in the electromagnetic, temperature and stress field coupling of three kinds of environment, especially in the high speed sliding, high current loading conditions, contact surface area tired a lot of heat, high temperature, the contact surface caused by high temperature damage, seriously affect the conductivity of vice the friction and wear function decline, causing damage to equipment. Therefore, there is an urgent need to have a deeper research on the temperature characteristics of the contact surface in the field of current tribology. According to the high speed friction in the process of contact surface temperature to carry out direct measurement and Study on dynamic law, through the study of dynamic characteristic of high temperature flow friction in the process of further contact surface temperature of transient thermal analysis, the establishment of high speed friction test machine calculation model of temperature field simulation of high speed sliding friction load flow a contact surface temperature rule, friction heat, thermal contact resistance, arc three different heat source alone under the action of the contact surface temperature studied, then study three kinds of heat source in common and the role of law in the contact surface temperature rise. Taking the high-speed current carrying friction tester as the main platform, the improved infrared temperature measurement method is studied. The special installation method is used to build the temperature measurement platform, and directly acquire the temperature data of the contact surface, so as to solve the transient temperature measurement problem of the non leakage contact surface. Combining the actual measurement data with the simulation results, the correctness of the simulation model is verified by the data comparison. At the same time, after the image acquisition of the surface of the friction parts, the influence of different loading conditions on the contact surface temperature and the damage degree of the friction parts is studied through the analysis of the macroscopic appearance of the friction surface and the calculation of the volume loss. Through further experiments, the law of high temperature damage of friction parts under different current and pressure conditions is summarized, and effective measures and reasonable suggestions for reducing temperature and lighten the damage of friction parts are given. Based on the research results of high speed current carrying friction parts, this paper provides a strong reference for reducing the contact surface temperature, selecting suitable surface contact materials and lighten the damage of friction parts.
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH117.1

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本文编号：1341772