一种基于真实粗糙表面的工程级接触热阻高精度有限元求解方法

摘要

一种基于真实粗糙表面的工程级接触热阻高精度有限元求解方法，考虑材料弹塑性、间隙介质导热以及界面之间的辐射作用对接触热阻的影响，主要包括：三维粗糙表面形貌的光学测量和噪声过滤处理；选取四个不同的采样长度进行表面形貌重构并建立三维实体模型接触对；根据理想接触理论确立初始接触点；施加力学载荷和约束，施加温度载荷和热约束，进行完全热力耦合计算，其中力学考虑弹塑性变形影响，热学考虑导热辐射耦合作用，获得接触应力和实际接触面积以及整个模型的温度场。提取出两个接触面的平均温度及通过接触面的热流密度，根据接触热阻的定义为温差与热流密度之比获得接触热阻并进行采样长度独立性考核，获得工程上能直接应用的接触热阻值。