使用ANSYS接触单元模拟研究行波管收集极的接触热阻

收集极是行波管的主要发热部件,本文利用ANSYS对某行波管的四级降压收集极进行了热分析,其中利用了ANSYS中的接触单元CONTA172和TARGE169来模拟收集极各零件间的接触热阻.该方法相对以前人们采用接触区过渡薄层的方法更加简便,特别是解决了接触区过渡薄层划分网格困难、计算量巨大的难题.通过分析,本文给出了收集极的最高温度随接触面积比和配合间隙变化的规律.     

一种接触热阻的预测方法

采用当量热流量通道的概念对接触热阻的预测进行简化分析，即对表面情况建立相应的表面模型后，确定出当量热流量通道上的各个参数，整个接触面上的接触热阻即可视为有多个当量热流量通道形成的接触热阻并联而成，从而可以预测出两上物体间的接触热阻。     

低温下接触界面热阻的实验与模拟研究

在20-300 K和1.20-4.28 MPa范围内,分析温度和加载压力对铜-不锈钢接触界面热阻的影响,并进行回归分析和仿真研究.完全二次型模型与铜-不锈钢接触热阻实验结果吻合较好,最大相对误差为7％.仿真结果表明,在温度低于150 K时温度和压力的耦合对接触热阻的影响比较明显.     

真空低温下接触表面对接触热阻的影响

通过接触表面的形貌分析，建立了表面形貌和界面接触热阻的理论模型。通过实验得出了有关参数对接触热阻的影响关系。     

闪光法测试同心圆柱套筒间接触热阻的研究

用“闪光”法测量同心圆柱套筒之间的接触热阻，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换和热四端网络法建立了热参数估计的数学模型，根据灵敏度分析原理对测量系统所涉及的参数进行了分析计算，并以此提出了分段估计接触热阻和试样对流换热系数的方法。作者还实验研究了接触热阻与接触面压力的关系。所介绍的测量方法能够测量１０＾－６ｍ＾２Ｋ／Ｗ量级的接触热阻。     

真空低温下螺钉压紧的Cu-Cu界面间接触热阻的实验研究

为满足航天器热控设计的需要,实验测量了真空条件下接触面温度110 K时螺钉压接的Cu-Cu界面间的接触热阻,比较了不同的螺钉预紧力矩以及不同的导热填料对接触热阻的影响。实验数据表明,界面接触热阻随着螺钉预紧力矩增大成一阶指数衰减,导热填料为铟箔时界面热阻显著的减小,接触热阻最低可以达到2.0×10-5K.m2/W。     

接触热阻对注塑制品冷却时间的影响

从塑件的瞬态热传导方程出发，推导出了存在在接触热阻时塑件的温度分布吸冷却时间计算的解析表达式，并通过几个简单例子讨论了接触热阻对冷却时间的影响，结果表明，存在热阻时，冷却时间显著增加，随着塑件厚度的增加，热阻的影响逐渐减小。     

新型无接触热阻空调换热器性能研究

将不同形状的波纹翅片与无接触热阻技术结合研制了波纹型无接触热阻换热器,并利用CFD仿真软件进行对比分析尖角波纹翅片和圆角波纹翅片空气侧换热性能及阻力特性,寻找较好的翅片形状。按照仿真结果生产无接触热阻尖角波纹翅片空调换热器实验样件,进行实验测试,实验结果表明:翅片表面换热系数仿真结果与实验结果较为一致,整体误差在10%以内,仿真结果能基本反映翅片表面的实际换热情况。引入强化传热指标,通过仿真结果计算可知,在不同风速下强化传热指标DEC均大于1,说明尖角波纹翅片的传热效果优于圆角波纹翅片。     

改进的圆柱面接触热阻模型及其应用

在惯性约束核聚变冷冻靶系统中,硅冷却臂与封装套的装配面会产生显著的接触热阻。为了预测该热阻,提出了一种改进的适用于柱面接触且有胶粘剂填充装配间隙的接触热阻计算模型,该模型计算了通过材料接触部分和接触间隙的传热。用柱面裸接触的实验数据对模型进行了验证。分析结果表明采用较光滑的接触面和导热系数较大的胶粘剂可有效降低接触热阻,而装配应力及胶在固体上的接触角对接触热阻影响不大。     

套片式翅片管机械胀接接触热阻分析与模拟优化

本文采用有限元模拟方法,得到了套片式翅片管换热器机械胀接的翅片与基管间的胀后节点接触应力分布。提出模拟的总体接触应力并不是节点接触应力算术平均的观点和总体接触应力的计算式。通过对套片式换热器试件进行传热性能实验,获取了翅片与基管之间的接触热阻数值,由模拟计算的总体接触应力与实验接触热阻数值,计算两者的关联式。采用有限元模拟方法预测各种胀接量下的总体接触应力及最优的胀接尺寸,利用弹塑性理论计算对比模拟计算进行验证。结果发现,材料弹塑性理论计算结果与模拟计算结果的相对偏差为7. 3%,偏差较小,证明两者均具有效性。     

虚拟裂缝模型的接触有限元法实现

沿裂缝可能开展路径设置接触点对,将求解接触问题的有限元混合自由度法进行扩展,以实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。把作用在结构上的力系分解为外力和接触缝面上的接触力,以结构的位移为基本未知量,而以缝面局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触缝面上进行,提高了计算效率。计算过程中缝面接触力和开口位移可以显式地求出,故可方便地引入各种类型的混凝土软化本构关系,实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。首先给出了有限元混合自由度法求解接触问题的基本思路,然后引入混凝土软化本构关系,最后以数值算例说明了该文方法的正确性和有效性。     

氮化铝与无氧铜低温界面热阻的实验研究

用低温真空实验装置稳态导热法,实验研究了界面温度和接触压力对氮化铝(AIN)与无氧铜(OFHC-Cu)问接触界面热阻的影响.在实验温度(90～210 K)和压力(0.273～0.985 MPa)范围内,A1N/OFHC-Cu界面热阻随接触压力的提高而降低,而当界面温度上升时界面热阻由于热载子热运动的强化而降低,温度较高时,界面热阻随压力变化的速率较大.     

双热流法测定低温真空下固体界面的接触热阻

本文介绍了低温真空下固体界面间的接触热阻机理,重点介绍一种采用双热流计法既能精确测量圆柱型又能测量薄片型试样间接触热阻的装置,该装置还能同时测量材料的热导率。同时,文中给出一些材料在低温真空下的接触热阻值。     

弹塑性接触边界元法模拟轧制过程

本文用作者开发的弹塑性接触边界元法首次模拟轧制过程。轧辊为弹性体,轧件为弹塑性体,视轧制为有摩擦的弹塑性接触问题,用最少的假定模拟了轧制过程,为分析轧制过程提供了一个有效而精确的数值解法。     

梯度功能材料薄板瞬态热弹性弯曲有限元分析

用层合板有限元法分析了由ZrO₂和Ti-6Al-4V组成的新型梯度功能材料薄板的瞬态热弹性弯曲应力问题,并对本方法的正确性进行了检验。讨论了加热、 冷却热边界条件以及两种力学边界条件(固支和简支)对梯度功能材料薄板的瞬态热弹性弯曲应力分布的影响。发现：(1) 在加热过程中,简支板低温金属侧出现较大压应力;在冷却过程中,简支板高温陶瓷侧出现较大拉应力; 且其拉、压应力会随着板上、下表面温差的增大而增大。(2) 无论是简支板还是固支板, 在冷却过程中,沿整个厚度板内部压应力均较大。(3) 在本文的相同条件下,固支板比简支板更适合高温、大温差的使用环境。     

低温真空下Cu-Cu界面间接触热阻的实验研究

简单介绍了低温真空下固体界面间的接触热阻现象,搭建了一个能较精确测量圆柱型及薄片型材料间接触热阻的实验台。在真空环境下,测量了低温真空下Ｃｕ－Ｃｕ界面间的接触热阻。实验数据表明,接触热阻与压力、温度有关一定的依赖关系。最后,根据修正Ｇ－Ｗ模型,对实验结果进行了理论理论分析与比较,表明实验结果是正确的。     

基于扩展有限元方法的界面接触算法

该文构建了适用于扩展有限元法(XFEM)的界面接触算法,该算法具备模拟界面上粘连、滑动和分离状态的能力.对平面摩擦问题的计算结果表明,该方法对于界面接触行为的描述能力与常规接触面单元十分接近.对平面应变压剪试样中剪切带问题的模拟分析表明,该算法合理地反映了摩擦接触的耗散机制,从而避免了零能耗散现象,能够较准确地描述平面...     

摩擦接触裂纹问题的扩展有限元法

扩展有限元法(XFEM)是一种在常规有限元框架内求解强和弱不连续问题的新型数值方法。扩展有限元法分析闭合型裂纹时,必须考虑裂纹面间的接触问题。已有文献均采用迭代法求解裂纹面的接触问题。该文建立了闭合型摩擦裂纹问题的扩展有限元线性互补模型,将裂纹面非线性摩擦接触转化为一个线性互补问题求解,不需要迭代求解。算例分析说明了该方法的正确性和有效性,同时表明扩展有限元法结合线性互补法求解接触问题具有较好的前景。