结合红外测温与有限元分析的摩擦温度场研究

发布时间：2017-10-01 03:24

  本文关键词：结合红外测温与有限元分析的摩擦温度场研究

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【摘要】：摩擦过程中，摩擦所消耗的大部分能量都会转化为热量并向摩擦副组件传递形成一个瞬态三维温度场，而摩擦热带来的高温则会影响材料力学等性能并导致润滑剂性能退化，因此研究摩擦温度场为了解摩擦机理并进行相关机械设计提供重要的参考依据。 本文以端面滑动摩擦副为研究对象，在不同材料多种工况条件下，利用多功能环境可控摩擦磨损试验机与自制试验台架装置采集实时摩擦系数，同时通过高精度红外探头获取摩擦副接触面近似温度，利用红外热像仪采集试验过程中上下试样非接触外表面温度。结合C++与APDL(ANSYS参数化设计语言)对ANSYS进行二次开发，以热流率为边界条件，考虑热接触问题，利用C++对APDL文件进行封装后开发了温度场计算的人机交互系统，，使初步温度场实现了参数化分析,采用C++设计的优化算法和试样表面实时温度对初步温度场进行反推优化。 文章对上述研究内容进行了详细阐述，将实时测量数据作为边界条件准确地计算出初步瞬态三维温度场，利用C++与APDL结合二维温度数据对初步温度场进行优化，得到了更加精确的摩擦三维温度场。
【关键词】：C++ APDL 摩擦副 参数化分析 三维温度场
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117.1
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-13
• 表格清单13-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 三维摩擦温度场国内外研究现状15-18
• 1.2.1 摩擦温度的测量15-17
• 1.2.2 三维温度场国内外研究现状17-18
• 1.3 研究目的及研究内容18-19
• 1.3.1 研究目的18
• 1.3.2 本文研究内容18-19
• 1.4 小结19-20
• 第二章 摩擦温度场计算模型的建立20-27
• 2.1 传热学相关理论知识20-21
• 2.1.1 温度场相关理论20-21
• 2.1.2 温度场求解的边界条件21
• 2.2 摩擦热的产生及传导21-23
• 2.2.1 摩擦温度场边界条件的确定22-23
• 2.3 热传导问题的求解方法23-24
• 2.3.1 热分析求解方法的介绍23
• 2.3.2 ANSYS 在温度场求解中的运用23-24
• 2.4 摩擦温度场有限元模型的建立及边界条件24-26
• 2.4.1 摩擦温度场有限元模型的建立24-26
• 2.5 小结26-27
• 第三章 试验方案的制定及实施27-38
• 3.1 试样模型及试验原理28
• 3.2 试验红外测温仪的介绍28-32
• 3.2.1 红外测温原理28-29
• 3.2.2 红外探头介绍29-31
• 3.2.3 红外热像仪介绍31-32
• 3.3 材料属性的测定32-35
• 3.4 试验及结果35-37
• 3.5 小结37-38
• 第四章 ANSYS二次开发及温度场的参数化分析38-54
• 4.1 APDL 语言的介绍及热分析文件的编写38-46
• 4.1.1 APDL 的简介38-39
• 4.1.2 接触对的设置39-42
• 4.1.3 摩擦温度场边界条件的求解42-46
• 4.2 VC++对 ANSYS 的二次开发46-53
• 4.2.1 MFC 编程的介绍46-47
• 4.2.2 VC++与 ANSYS 的接口设计47-50
• 4.2.3 实现初步三维温度场参数化分析50-53
• 4.3 小结53-54
• 第五章 温度场的建立及优化54-68
• 5.1 端面摩擦副初步温度场的建立54-59
• 5.1.1 工况参数对温度场影响分析57-59
• 5.2 温度场的优化59-64
• 5.2.1 热像仪数据在温度场计算中的运用60
• 5.2.2 优化算法的引入及实施60-64
• 5.3 优化结果及分析64-67
• 5.4 小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 本文总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况73-74

【参考文献】

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本文编号：952056