含柱塞弹性体过盈配合应力和热流分析

摘要

过盈配合是工程实际中广泛采用的连接方式，对铆钉、螺栓与板件过盈连接的应力分析是进一步研究板破坏荷载和破坏模式的基础。柱塞式传感器是热流、压力等物理量测量常用的传感器，过盈配合是其与本体材料连接方式之一。就热流测量而言，在本体材料插入传感器后，存在着结构匹配和热匹配问题。结构匹配问题涉及本体材料的安全，需要对过盈配合应力进行准确分析。热匹配问题会使柱塞和本体材料间存在热交换，导致热流测量结果不准确或需要复杂的修正。本文研究含柱塞弹性体的过盈配合应力与热流，着重讨论多柱塞间的相互作用，以期为相关的工程问题提供有价值的参考，主要研究内容如下：
　　（1）利用复变函数方法研究了周期排列柱塞与圆孔过盈配合问题的弹性场，得到了应力和位移的解析解答。讨论了过盈接触面上的径向应力及孔边的环向应力，比较了圆孔方形和六角形排列时应力的差异。
　　（2）研究了有限多个柱塞与圆孔的过盈配合问题，着重分析了柱塞材料性质、排列方式、间距、尺寸等物理和几何参数对过盈配合接触面上的径向应力和孔边环向应力的影响。
　　（3）研究了接触面的热阻，获得了材料微硬度、接触压力、等效均方根粗糙度、等效平均绝对粗糙度斜率等接触面特征对接触热阻的影响规律。
　　（4）讨论了含多个柱塞弹性体的热流分布，比较了不同热阻大小及柱塞间距、尺寸、材料等参数对横向热流分布的影响。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 相关问题的国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容以及结构安排

第2章 周期排列的柱塞与圆孔的过盈配合问题

2.1 引言

2.2 周期排列柱塞与圆孔过盈配合问题的描述

2.3 符号说明及平面弹性问题的基本方程

2.4 Weierstrass Zeta函数的定义及级数展开

2.5 问题求解

2.6 算例分析

2.7 本章小结

第3章 过盈配合的有限元分析

3.1 引言

3.2 柱塞与平板过盈配合问题的描述

3.3 算例及分析

3.4 本章小结

第4章 接触面状态对接触热阻的影响

4.1 引言

4.2 影响接触热阻的因素

4.3 接触热阻影响因素的有限元模拟

4.4 模拟结果分析

4.5 本章小结

第5章 含柱塞弹性体的热流分析

5.1 引言

5.2 多个柱塞与平板粘连受热问题的描述

5.3 算例及分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢