專利名稱：補(bǔ)償加熱測(cè)試gh4169/gh4169的接觸熱阻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于接觸熱阻測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種補(bǔ)償加熱測(cè)試GH4169/GH4169 接觸熱阻的方法。
背景技術(shù)：
在過(guò)去幾十年中有很多用于預(yù)測(cè)接觸熱導(dǎo)的模型、經(jīng)驗(yàn)以及半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式被提 出。經(jīng)典的模型有Mikic彈性模型，CMY(Cooper, Mikic和Yovanovich)塑性模型以及由 Sridar和Yovanovich的彈塑性變形模型。在國(guó)內(nèi)的理論研究主要體現(xiàn)在接觸熱阻的數(shù)值 模擬?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于兩高溫材料的接觸熱阻測(cè)試都是通過(guò)大量的試驗(yàn)進(jìn)行，試驗(yàn)過(guò)程 為選取界面材料加工成一定尺寸、一定界面粗糙度的試樣，然后通過(guò)加壓和加溫過(guò)程為界 面提供特定的界面溫度和界面壓力，最后通過(guò)對(duì)界面溫度降和試樣中熱流密度的測(cè)量得到 兩材料間的接觸熱導(dǎo)?，F(xiàn)有測(cè)試技術(shù)雖然較準(zhǔn)確的得到給定溫度、壓力和界面粗糙度條件下的接觸熱 導(dǎo)，但是由于其測(cè)試過(guò)程復(fù)雜，測(cè)試條件相對(duì)固定，不能滿足工程應(yīng)用中多變的溫度與壓力 條件，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的提供材料界面處的接觸熱導(dǎo)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)理論分析選擇合適的模型，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法 得出工程實(shí)用的接觸熱阻計(jì)算公式，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，最后得到補(bǔ)償加熱測(cè) 試GH4169/GH4169接觸熱阻的方法，該方法具體通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)第一步，確定兩材料之間的約化彈性模量；對(duì)于GH4169/GH4169接觸熱阻測(cè)試試驗(yàn)，兩接觸材料的約化彈性模量為
權(quán)利要求
補(bǔ)償加熱測(cè)試GH4169/GH4169的接觸熱阻的方法，其特征在于如下步驟第一步，確定兩材料之間的約化彈性模量；對(duì)于GH4169/GH4169接觸熱阻測(cè)試試驗(yàn)，兩接觸材料的約化彈性模量為 <mrow><msup> <mi>E</mi> <mo>&prime;</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mi>E</mi> <msup><mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>v</mi></mrow><mn>2</mn> </msup></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mo>-</mo><mn>0.0646</mn><mi>T</mi><mo>+</mo><mn>208.27</mn><mo>[</mo> </mrow> <mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow></mfrac> </mrow>式中，E為材料的彈性模量，v為泊松比，T為測(cè)試溫度；第二步，根據(jù)塑性變形理論建模；根據(jù)金屬材料的塑性變形理論，塑性變形因子ψ為ψ＝(E′/H)tanθ將約化彈性模量E′、硬度H＝400MPa和帶入上式，取θ＝0.03°，T＝600℃，得到 <mrow><mi>&psi;</mi><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>E</mi><mo>&prime;</mo> </msup> <mo>/</mo> <mi>H</mi> <mo>)</mo></mrow><msqrt> <mn>2</mn></msqrt><mi>&theta;</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mo>-</mo><mn>0.0646</mn><mi>T</mi><mo>+</mo><mn>208.27</mn> </mrow> <mrow><mi>H</mi><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup><mi>v</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><mo>&times;</mo><msqrt> <mn>2</mn></msqrt><mi>&theta;</mi> </mrow> <mrow><mo>=</mo><mn>19.62</mn> </mrow>上式中，ψ＞1，則根據(jù)Mikic提出的塑性變形理論建模，其經(jīng)驗(yàn)公式為hs＝(1.13ktanθ/σ)(P/H)0.94式中，hs、H、P、k、σ、tanθ分別為接觸熱阻測(cè)試材料的熱導(dǎo)、硬度、試驗(yàn)壓力、熱導(dǎo)系數(shù)、界面粗糙度和界面輪廓絕對(duì)平均斜度；第三步，模型簡(jiǎn)化；接觸熱導(dǎo)hs的公式兩邊取自然對(duì)數(shù)，得到如下變形公式lnhs＝lnx0+x1lnT+x2lnσ+x3lnP令上式中Y＝lnhs，X1＝lnT，X2＝lnσ，X3＝lnP，b0＝lnx0，b1＝x1，b2＝x2，b3＝x3，則上式進(jìn)一步寫為Y＝b0+b1X1+b2X2+b3X3式中的b0、b1、b2和b3均為未知參數(shù)，Y為因變量，X1、X2和X3分別為自變量；第四步，通過(guò)逐步回歸試驗(yàn)，確定未知參數(shù)b0、b1、b2和b3，得到最優(yōu)回歸方程；根據(jù)回歸分析結(jié)果，得到接觸熱導(dǎo)hs，在溫度選為100～600區(qū)間內(nèi)，自變量選擇溫度與壓力值時(shí)，hs＝145583796.6T0.159P 1.932，自變量?jī)H選擇壓力值時(shí)，hs＝165751460.8P 1.863，根據(jù)R＝1/hs得到接觸熱阻R；所述的回歸試驗(yàn)所需試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)接觸熱阻測(cè)試試驗(yàn)獲得，試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)兩試樣的接觸界面處進(jìn)行溫度補(bǔ)償。FSA00000319261600012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償加熱測(cè)試GH4169/GH4169的接觸熱阻的方法，其特征在 于所述的材料接觸界面粗糙度0介于0. 1與3. 0之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種補(bǔ)償加熱測(cè)試GH4169/GH4169的接觸熱阻的方法，該方法首先確定兩材料之間的約化彈性模量；然后根據(jù)塑性變形理論建模；進(jìn)行模型簡(jiǎn)化；最后通過(guò)逐步回歸試驗(yàn)，確定未知參數(shù)，得到最優(yōu)回歸方程；根據(jù)回歸分析結(jié)果，得到接觸熱導(dǎo)hs，在溫度選為100～600區(qū)間內(nèi)，自變量選擇溫度與壓力值時(shí)，hs＝145583796.6T0.159P-1.932，自變量?jī)H選擇壓力值時(shí)，hs＝165751460.8P-1.863，根據(jù)R＝1/hs得到接觸熱阻R；所述的回歸試驗(yàn)所需試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)接觸熱阻測(cè)試試驗(yàn)獲得，試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)兩試樣的接觸界面處進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本發(fā)明只需要通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到需要的參數(shù)，就可以在任意改變測(cè)試溫度和壓力的條件下，根據(jù)簡(jiǎn)單公式得到接觸熱導(dǎo)，使得接觸熱阻測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單并可以重復(fù)使用。
文檔編號(hào)G01N25/20GK101980008SQ20101051971
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者丁美麗, 侯衛(wèi)國(guó), 劉升旺, 劉肖, 唐慶云, 張衛(wèi)方, 王宗仁, 符麗君, 趙麗 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)