补偿加热测试GH4169/GH4169的接触热阻的方法

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。

主权项

1.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：$E^{\prime }=\frac{E}{1-v^2}=\frac{-0.0646T+208.27}{1-v^2}$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：$\psi =(E^{\prime }/H)\sqrt{2}\theta =\frac{-0.0646T+208.27}{H(1-v^2)}\times \sqrt{2}\theta$$=19.62$上式中，ψ＞1，则根据Mikic提出的塑性变形理论建模，其经验公式为：h_s＝(1.13k tanθ/σ)(P/H)^0.94式中，h_s、H、P、k、σ、tanθ分别为接触热阻测试材料的热导、硬度、试验压力、热导系数、界面粗糙度和界面轮廓绝对平均斜度；第三步，模型简化；接触热导h_s的经验公式中，k与T成正比，所以有其中x₁为待确定系数；在其他条件一定时，界面轮廓的绝对平均斜度tanθ与粗糙度σ正相关，所以有其中x₂为待确定系数；对于已确定材料GH4169，硬度H为确定的或者是直接测量的，所以其中x₃为待确定参数；这样，接触热导h_s的经验公式就表示为：$h_s=x_0{T}^{x_1}{\sigma }^{x_2}{P}^{x_3}$其中，x₀、x₁、x₂、x₃均为待确定参数；将上述的接触热导的公式两边取自然对数，得到如下变形公式：ln h_s＝ln x₀+x₁ lnT+x₂ lnσ+x₃ lnP令上式中Y＝ln h_s，X₁＝lnT，X₂＝lnσ，X₃＝lnP，b₀＝ln x₀，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h_s，在温度选为100～600区间内，自变量选择温度与压力值时，h_s＝145583796.6T^0.159P^-1.932，自变量仅选择压力值时，h_s＝165751460.8P^-1.863，根据R＝1/h_s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。