热成形淬火过程模具/板料界面接触热阻的测量计算方法概述

分析了固体界面接触热阻的形成机理和影响接触热阻数值的诸多因素,并根据热成形淬火过程模具/板料界面的传热模型,基于傅里叶定律对其界面传热情况进行分析,利用热阻的思想推导出界面接触热阻的表示方法。对已有的测量、计算热成形模具/板料界面接触热阻的方法进行概述:逆热传导法基于导热微分方程和傅里叶定律,通过测得的热流密度计算得到接触热阻;间接法依据接触电阻和接触热阻有相同的产生原因,通过特定装置测定接触电阻再根据接触电阻和接触热阻的关系计算得到接触热阻。最后从测量装置、测量计算原理和测量计算的过程等方面对两种方法进行了比较,并分析了界面接触热阻对热成形模具以及新型材料研发的重要性。     

硼钢板热冲压成形过程接触热阻研究

高强度钢热成形中,板料的冷却路径直接影响成形后零件的力学性能,可靠的接触热阻能提高热成形温度场模拟计算结果的准确性。为了研究热冲压成形过程中板料与模具界面间的接触热阻,以WH1300HF热成形用无涂层硼钢板为研究对象,在小型实验伺服压力机上进行了硼钢板的热冲压平模实验,得到了不同压强下板料淬火冷却曲线及模具温度冷却曲线,并通过顺序函数法计算出板料和模具接触界面的热流密度及接触热阻。研究结果表明,板料与模具间界面的热流密度峰值随压强增加而增加,接触热阻稳定值随压强增加而减小。根据能量守能定律,计算出热冲压硼钢板马氏体相变潜热及平模淬火实验中马氏体相变分数。     

接触热阻对双金属复合管热胀接影响的试验研究

提出了一种新型双金属复合管热液压成形技术。通过设计制造的热液压装置进行了接触热阻测量试验和双金属管热液压复合试验,探究了热液压技术中传热过程对复合管结合力的影响。通过多组双金属复合管试验对比,证明了热液压复合管具有热阻小、结合力大和传热效率高的优势。结果表明,热液压成形技术能够实现传统工艺无法实现的"外弱内强"型复合管胀合成形。     

硼钢板与模具间接触热阻实验研究及其在回弹仿真中的应用

接触热阻是影响热冲压过程中热能传导的一个重要因素,而零件不同区域的温差则直接影响热冲压的回弹,因此,获得准确的接触热阻数值对提高热冲压回弹仿真的精度具有重要意义。基于稳态法设计了22MnB5板件与Cr7V模具钢接触热阻的测量实验,推导出接触热阻的计算公式;并按照实验方法搭建了实验平台,获得了不同压强下两者的接触热阻值;最后拟合了接触热阻与压强的关系方程。将关系方程带入某B柱的热冲压回弹仿真中,与原始仿真对比发现,改进后的仿真结果与实际实验值较为接近,证明获得准确的接触热阻与压强的关系方程可提高硼钢板热冲压回弹的仿真精度。     

接触热阻对高速电主轴热态特性影响研究

为了研究接触热阻对电主轴热态特性的影响,建立考虑接触热阻的电主轴热模型。采用有限元方法对电主轴进行热-结构耦合分析,计算各结合面接触热阻,并利用仿真研究结合面接触热阻中粗糙度和接触压力对电主轴热态特性的影响。对电主轴的电机损耗发热和前后轴承摩擦生热进行计算。以100MD60Y4型号的电主轴为研究对象,通过三维有限元模型分析结合面接触热阻对电主轴热态特性影响,将有无接触热阻两种条件下温度场和热变形仿真结果与实验结果对比,结果表明考虑结合面接触热阻仿真内部温度场不均匀性增大、整体温度更高、热变形量更大,其仿真结果更接近实验值。     

界面接触热阻影响因素的实验研究

通过自制的接触热阻实验装置分别对接触热阻的主要影响因素-接触表面温度、接触压力以及表面均方根粗糙度等进行了较为深入的实验研究。同时，实验还对热流方向的改变以及中间介质（石墨）对接触热阻的影响进行了研究，结果证实了热流方向的改变会导致接触热阻值的变化，热流方向由钢到铝的接触热阻值较由铝到钢的小。     

基于接触热阻的龙门加工中心热态性能研究

针对龙门加工中心整机热力学性能分析的需要,综合考虑机床结构特点、内外部热源的影响,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行未加载接触热阻和加载接触热阻两种情况下的稳态热分析。将加载结合面接触热阻的温度场作为载荷,对加工中心进行热变形分析。结果表明结合面接触热阻对整机温度场的分布有较大的影响,为加工中心结构优化及整机综合热误差补偿提供了理论依据。     

基于接触热阻的机床热特性研究

考虑机床结合面接触热阻利用有限单元法对机床整机热特性进行了深入研究。以立式加工中心整机为研究对象,建立了机床热边界条件,并对机床整机模型在有、无接触热阻两种情况下的温度场分析结果进行比较,论证了接触热阻对整机温度场分布的重要性。基于机床工作空间的形成,选定了机床整机典型位置工况,利用典型位置工况下的整机温度场分析结果,并通过热结构耦合分析方法对整机进行热变形分析。引用国家机床几何精度检验标准中的线性偏差与角度偏差评价机床整机热变形规律,结果表明机床沿Z坐标方向的热变形较大,故需对该向零部件结构或参数予以着重优化改进。     

基于接触热阻的高速压力机主轴热特性研究

高速压力机曲轴热态有限元模型的准确建立对高速压力机在虚拟环境下的理论研究有着重要的意义。以有限元方法为基础,建立基于接触热阻这一边界条件的曲轴热模型,并进行温度场和热变形分析。通过电涡流传感器对曲轴实际的热变形量进行实验测量,实验结果表明,考虑接触热阻的有限元模型分析结果更接近实际工况,理论分析误差由14.46%降低到2.37%。因此考虑接触热阻这一边界条件的主轴热态有限元模型更能准确反映高速压力机曲轴的热特性,有限元模型更加合理。     

花键冷滚压成形过程中的接触比

花键冷滚压成形工艺是一种少无切削的先进成形工艺,应用前景广泛.目前对花键冷滚压成形过程中接触状态研究较少.本文分析研究了渐开线外花键在自由分度式冷滚压成形过程中的接触比.从不考虑滑动现象和考虑滑动现象两种情况下对滚压过程最大接触比进行了系统理论研究.给出了标准渐开线花键冷滚压成形过程中接触比的规格范围.对研究花键冷滚压成形过程中的接触面积和有限元模型的简化具有重要的意义.