17、热接触传导与摩托车CFD分析研究

热接触传导与摩托车CFD分析研究

热接触传导实验研究

在金属加工等领域，热接触传导（TCC）是一个关键的研究课题，特别是对于高速钢（HSS）和低碳钢（MS）的接触情况。以下是对TCC相关实验研究的详细介绍。

表面粗糙度对TCC的影响

实验观察到，TCC会随着表面光洁度的提升而增加。并且，在较低负载下，TCC随表面光洁度的百分比增加更为显著，这表明在低负载时材料的变形较小。这一现象可以通过实验数据直观地看到，不同压力（如0.3MPa、0.5MPa、0.8MPa）下，TCC与平均粗糙度（Ra）之间存在特定的变化关系。

温度对TCC的影响

通过改变试样的热输入来改变平均界面温度，进而评估TCC。不过，由于实验限制，平均界面温度范围较低（35 - 40°C）。实验结果显示，TCC随温度升高而增加，这可能是由于表面变形的改变导致实际接触面积发生变化，从而影响了TCC。但在当前温度范围内，温度对TCC的影响并不十分显著，大约每升高1°C，TCC升高15%。

无量纲相关性

将TCC的结果以归一化形式（h∗ = hσ/mk）绘制，并与无量纲压力进行比较。分别与基于塑性变形理论的Mikic塑性模型（h∗ = 1.13(Pp)0.94）和基于弹性变形的Mikic弹性模型（h∗ = 1.55(Pe)0.94）进行对比。实验结果表明，TCC的实验结果与塑性理论模型并不相符，与弹性模型的吻合度也不太理想，但比塑性模型更接近。由此可以推断，当前接触表面在负载下的变形既不是完全塑性也不是完全弹性的，而是弹塑性的。最终，对于HSS - MS接触的TCC结果可以用相关性公式h∗ = 0.004(Pe)0.302来表示，其R