一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法技术

本发明专利技术提供一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法，涉及机械结合面技术领域。该方法首先用虚拟材料层代替两个相互接触的零件所构成的机械结合面，构建机械结合面虚拟材料等效模型；并根据傅里叶导热定律和稳态导热特性建立构成机械结合面的两个零件及虚拟材料层的厚度与导热系数的函数关系；再根据机械结合面的压力载荷和构成机械结合面零件的粗糙度确定虚拟材料层的厚度；并通过实验测得构成机械结合面的两个零件的导热系数及零件厚度；进而求得虚拟材料层的导热系数；最后利用有限元分析软件建立机械结合面虚拟材料等效模型，分析机械结合面的导热性能。本发明专利技术方法能够非常方便的与有限元分析软件结合分析机械结合面的热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法
本专利技术涉及机械结合面
，尤其涉及一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法。
技术介绍
机械结合面是指零件之间相互接触的表面，因为机械结合面零件的接触表面是非光滑的，因此其实际接触面积远小于名义接触面积，所以机械结合面的导热系数远小于两个零件的导热系数，导致两个接触零件产生温度突变产生热应力和热变形。机床是由许多不同功能的零部件组装而成，机床中存在大量的机械结合面，对于机床而言，机床的热变形是影响机床加工精度的关键因素之一，能够准确计算机械结合面导热系数是分析机床热性能、热变形、热力耦合作用下动态性能的基础。预知这些性能也是设计性能良好的机床关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法，实现对机械结合面导热系数进行建模分析。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法，包括以下步骤：步骤1：将两个相互接触的零件所构成的机械结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：将两个相互接触的零件所构成的机械结合面用虚拟材料层代替，构建机械结合面虚拟材料等效模型；/n所述虚拟材料层能够导热，且具有与厚度相关的导热系数；同时，虚拟材料层与构成机械结合面的两个零件之间的接触面不存在热阻，热量能够完全传递；/n步骤2：根据傅里叶导热定律和稳态导热特性建立构成机械结合面的两个零件及虚拟材料层的厚度与导热系数的函数关系；/n步骤3：根据机械结合面的压力载荷和构成机械结合面零件的粗糙度确定虚拟材料层的厚度；/n步骤4：通过实验测得构成机械结合面的两个零件的导热系数及零件厚度；/n步骤5：将步...

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将两个相互接触的零件所构成的机械结合面用虚拟材料层代替，构建机械结合面虚拟材料等效模型；
所述虚拟材料层能够导热，且具有与厚度相关的导热系数；同时，虚拟材料层与构成机械结合面的两个零件之间的接触面不存在热阻，热量能够完全传递；
步骤2：根据傅里叶导热定律和稳态导热特性建立构成机械结合面的两个零件及虚拟材料层的厚度与导热系数的函数关系；
步骤3：根据机械结合面的压力载荷和构成机械结合面零件的粗糙度确定虚拟材料层的厚度；
步骤4：通过实验测得构成机械结合面的两个零件的导热系数及零件厚度；
步骤5：将步骤3和步骤4得到的各参数代入步骤2的函数关系中，求得虚拟材料层的导热系数；
步骤6：根据步骤2-步骤6的函数关系及各参数，利用有限元分析软件建立机械结合面虚拟材料等效模型，分析机械结合面的导热性能。


2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的机械结合面导热系数分析方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：
设定构建机械结合面虚拟材料等效模型中虚拟材料的导热系数为λc，虚拟材料层的厚度为hc；构成机械结合面的一个零件的导热系数和厚度分别为λ1、h1，另一个零件的导热系数和厚度分别为λ2、h2；机械结合面虚拟材料等效模型的整体导热系数和厚度分别为λ、h；当热量从构成机械结合面的一个零件上表面向另一个零件的下表面传递时，构成机械结合面的一个零件的的上表面温度为T1，与虚拟材料层的接触表面温度为T1'，虚拟材料层与另一个零件的接触表面温度为T2'，另一个零件的下表面温...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈佳兴，张兴元，徐平，于英华，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21