专利名称：补偿加热测试gh4169/gh4169的接触热阻的方法
技术领域：
本发明属于接触热阻测试技术领域，具体涉及一种补偿加热测试GH4169/GH4169 接触热阻的方法。
背景技术：
在过去几十年中有很多用于预测接触热导的模型、经验以及半经验关系式被提 出。经典的模型有Mikic弹性模型，CMY(Cooper, Mikic和Yovanovich)塑性模型以及由 Sridar和Yovanovich的弹塑性变形模型。在国内的理论研究主要体现在接触热阻的数值 模拟。现有技术中对于两高温材料的接触热阻测试都是通过大量的试验进行，试验过程 为选取界面材料加工成一定尺寸、一定界面粗糙度的试样，然后通过加压和加温过程为界 面提供特定的界面温度和界面压力，最后通过对界面温度降和试样中热流密度的测量得到 两材料间的接触热导。现有测试技术虽然较准确的得到给定温度、压力和界面粗糙度条件下的接触热 导，但是由于其测试过程复杂，测试条件相对固定，不能满足工程应用中多变的温度与压力 条件，无法及时准确的提供材料界面处的接触热导数据。
发明内容
本发明以试验数据为基础，通过理论分析选择合适的模型，运用数理统计的方法 得出工程实用的接触热阻计算公式，并通过试验验证模型的准确性，最后得到补偿加热测 试GH4169/GH4169接触热阻的方法，该方法具体通过如下步骤实现第一步，确定两材料之间的约化弹性模量；对于GH4169/GH4169接触热阻测试试验，两接触材料的约化弹性模量为
权利要求
补偿加热测试GH4169/GH4169的接触热阻的方法，其特征在于如下步骤第一步，确定两材料之间的约化弹性模量；对于GH4169/GH4169接触热阻测试试验，两接触材料的约化弹性模量为 <mrow><msup> <mi>E</mi> <mo>′</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mi>E</mi> <msup><mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>v</mi></mrow><mn>2</mn> </msup></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mo>-</mo><mn>0.0646</mn><mi>T</mi><mo>+</mo><mn>208.27</mn><mo>[</mo> </mrow> <mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><msup> <mi>v</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow></mfrac> </mrow>式中，E为材料的弹性模量，v为泊松比，T为测试温度；第二步，根据塑性变形理论建模；根据金属材料的塑性变形理论，塑性变形因子ψ为ψ＝(E′/H)tanθ将约化弹性模量E′、硬度H＝400MPa和带入上式，取θ＝0.03°，T＝600℃，得到 <mrow><mi>ψ</mi><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>E</mi><mo>′</mo> </msup> <mo>/</mo> <mi>H</mi> <mo>)</mo></mrow><msqrt> <mn>2</mn></msqrt><mi>θ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mo>-</mo><mn>0.0646</mn><mi>T</mi><mo>+</mo><mn>208.27</mn> </mrow> <mrow><mi>H</mi><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup><mi>v</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><mo>×</mo><msqrt> <mn>2</mn></msqrt><mi>θ</mi> </mrow> <mrow><mo>=</mo><mn>19.62</mn> </mrow>上式中，ψ＞1，则根据Mikic提出的塑性变形理论建模，其经验公式为hs＝(1.13ktanθ/σ)(P/H)0.94式中，hs、H、P、k、σ、tanθ分别为接触热阻测试材料的热导、硬度、试验压力、热导系数、界面粗糙度和界面轮廓绝对平均斜度；第三步，模型简化；接触热导hs的公式两边取自然对数，得到如下变形公式lnhs＝lnx0+x1lnT+x2lnσ+x3lnP令上式中Y＝lnhs，X1＝lnT，X2＝lnσ，X3＝lnP，b0＝lnx0，b1＝x1，b2＝x2，b3＝x3，则上式进一步写为Y＝b0+b1X1+b2X2+b3X3式中的b0、b1、b2和b3均为未知参数，Y为因变量，X1、X2和X3分别为自变量；第四步，通过逐步回归试验，确定未知参数b0、b1、b2和b3，得到最优回归方程；根据回归分析结果，得到接触热导hs，在温度选为100～600区间内，自变量选择温度与压力值时，hs＝145583796.6T0.159P 1.932，自变量仅选择压力值时，hs＝165751460.8P 1.863，根据R＝1/hs得到接触热阻R；所述的回归试验所需试验数据通过接触热阻测试试验获得，试验过程中对两试样的接触界面处进行温度补偿。FSA00000319261600012.tif
2.根据权利要求1所述的补偿加热测试GH4169/GH4169的接触热阻的方法，其特征在 于所述的材料接触界面粗糙度0介于0. 1与3. 0之间。
全文摘要
本发明公开了一种补偿加热测试GH4169/GH4169的接触热阻的方法，该方法首先确定两材料之间的约化弹性模量；然后根据塑性变形理论建模；进行模型简化；最后通过逐步回归试验，确定未知参数，得到最优回归方程；根据回归分析结果，得到接触热导hs，在温度选为100～600区间内，自变量选择温度与压力值时，hs＝145583796.6T0.159P-1.932，自变量仅选择压力值时，hs＝165751460.8P-1.863，根据R＝1/hs得到接触热阻R；所述的回归试验所需试验数据通过接触热阻测试试验获得，试验过程中对两试样的接触界面处进行温度补偿。本发明只需要通过试验数据得到需要的参数，就可以在任意改变测试温度和压力的条件下，根据简单公式得到接触热导，使得接触热阻测试过程简单并可以重复使用。
文档编号G01N25/20GK101980008SQ20101051971
公开日2011年2月23日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者丁美丽, 侯卫国, 刘升旺, 刘肖, 唐庆云, 张卫方, 王宗仁, 符丽君, 赵丽 申请人:北京航空航天大学