[发明专利]基于瞬态法的固体界面接触换热系数测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于固态热加工研究领域。主要用于测量金属固体瞬间接触过程中界面的接触换热系数。

背景技术

在金属材料热加工过程中，模具与工件间的热量交换直接影响了温度场的分布，进而影响模具寿命和工件成形精度，因此，人们很早就开始了对金属固体界面间的接触换热系数进行研究，随着现代工业的发展，这项研究越来越受到科研人员和精密成形企业的关注，同时，固态热加工过程数值模拟技术对接触换热系数方面的数据需求较大。目前，国内外学者从理论模型、实验测量等方面对固体界面接触换热系数开展了一系列研究，获得了一定数据，普遍的实验方法是，等通过两直接接触试样的热流基本稳定时，再对试样轴线上不同位置点的温度进行采集，计算时采用外推法获得接触面处温度，即稳态法，由于实际加工过程是先将模具和工件加热，然后接触加压，热量交换在短时间内完成，现有的实验方法与实际情况偏离较大，从相关文献了解到，基于瞬态法的测量技术难度大，实验成本高，大多数测量的温度较低，数据采集处理的方法不完善。

参考文献：

[1].M.Rosochowska，K.Chodnikiewicz，R.Balendra，A new method of measuringthermal contact conductance，Journal of Materials Processing Technology145(2004)207-214.

[2].C.Fieberg，R.Kneer，Determination of thermal contact resistance fromtransient temperature measurements，International Journal of Heat and MassTransfer51(2008)1017-1023.

现有的实验装置多用稳态法测量，实验数据不能充分满足实际生产和科学研究的需求，试样接触面处温度低，针对固态热加工过程的研究较少，温度采集和数据处理方法不够完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量固体界面间接触换热系数的方法和装置，该方法和装置不仅测量温度范围宽，而且能够实现两不同温度试样的动态接触，并对接触后热流交换引起的温度变化进行实时采集、直观显示，最终利用计算程序实现对接触换热系数的计算。