一种考虑几何-机械-热力相互作用来预测轴承内圈和轴颈之间的接触热阻的方法

本发明属于实际工程接触热阻测试，涉及一种考虑几何-机械-热力相互作用来预测轴承内圈和轴颈之间的接触热阻的方法，该方法引入表面接触系数，运用matlab计算并分析了诸如过盈配合、表面粗糙度和凹凸不平的顶部曲率半径等参数对tcr的影响。

背景技术：

1、轴承是实际工程中基础零部件，能够支撑旋转轴或其它运动体，它的精度、性能、寿命和可靠性对主机的使用性能和可靠性起着决定性的作用。目前对接触热阻的预测模型主要为赫兹接触模型、经典的力学统计模型、基于统计学的w-a以及基于w-m函数的m-b模型，前三个模型受到仪器的分辨率以及取样长度的影响，m-b模型由于分形函数与尺度无关的性质，该模型具不受仪器分辨率的影响。目前大部分模型没有考虑圆弧形接触面在不同配合情况下的接触热阻，本发明考虑了过盈配合、表面粗糙度和凹凸不平的顶部曲率半径等参数对tcr的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种考虑几何-机械-热力相互作用来预测轴承内圈和轴颈之间的接触热阻的方法，该方法运用分形理论建立接触热阻模型并考虑了轴承过盈配合、表面粗糙度和凹凸不平的顶部曲率半径等参数对tcr的影响。该方法引入表面接触系数，提出了两个粗糙曲面之间的多尺度接触力学模型来计算实际接触面积和接触压力，最后计算出接触热阻。

2、本发明是采用以下技术手段实现的：

3、s1、基于分形几何学的粗糙表面微形态表征方法，并通过结构函数法确定分形参数。

4、s2、引入表面接触系数，提出了两个粗糙曲面之间的多尺度接触力学模型来计算实际接触面积和接触压力。

5、s3、基于对粗糙表面微观形态的描述和多尺度接触力学模型，提出了轴承内圈/轴颈接合面的tcr模型。

6、本发明的特点在于考虑了轴承过盈配合、表面粗糙度和凹凸不平的顶部曲率半径等参数对tcr的影响，能够充分考虑影响接触热阻的因素。本发明提供的方法可为工程中轴承的热态特性分析边界条件接触热阻的计算提供指导。

7、通过下面的描述并结合附图说明，本发明会更加清晰，附图说明用于解释本发明方法及实施例：

8、图1 表面轮廓高度；

9、图2 三维w-m构建表面；

10、图3 结构函数图像；

技术特征：

1.本发明的目的是提供一种考虑几何-机械-热力相互作用来预测轴承内圈和轴颈之间的接触热阻的方法，该方法运用分形理论建立接触热阻模型并考虑了轴承过盈配合、表面粗糙度和凹凸不平的顶部曲率半径等参数对tcr的影响；该方法引入表面接触系数，提出了两个粗糙曲面之间的多尺度接触力学模型来计算实际接触面积和接触压力，最后计算出接触热阻；

2.实际表面的表征

3.分形参数计算

4.接触点的力学变形以及分布

5.计算引入表面系数的实际面积

6.接触热阻的计算

技术总结
本发明的目的是提供一种考虑几何‑机械‑热力相互作用来预测轴承内圈和轴颈之间的接触热阻的方法，该方法运用分形理论建立接触热阻模型并考虑了轴承过盈配合、表面粗糙度和凹凸不平的顶部曲率半径等参数对TCR的影响。该方法引入表面接触系数，提出了两个粗糙曲面之间的多尺度接触力学模型来计算实际接触面积和接触压力，最后计算出接触热阻。

技术研发人员：谢智
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15