[发明专利]一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷测试方法及装置

权利要求书

1.一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、利用红外热成像仪和热电偶分别对浮动摩擦片表面温度载荷测试和摩擦片内部温度载荷测试，以获得热斑关键参数，并利用温敏漆涂层结合统计规律对浮动摩擦片的热斑分布规律进行分析，所述热斑关键参数表征为热斑在浮动摩擦片内外层的持续时间和温度梯度分布特征，所述热斑分布规律表征为浮动摩擦片全场的热斑分布及温度随时间演化关系；

步骤S2、基于所述热斑关键参数构建出一套测试装置控制激光发生器冲击静止状态下的浮动摩擦片生成与高速转动状态下的浮动摩擦片具有一致持续时间和温度梯度分布特征的多个激光斑点，并基于热斑分布规律控制多个激光斑点的间距以构建出与高速转动状态下的浮动摩擦片全场的热斑分布及温度随时间演化关系一致的等效热斑，再利用所述测试装置对所述等效热斑进行热应力测试；

步骤S3、利用DIC分析软件对所述等效热斑的热应力测试结果进行分析，并结合统计规律和分析结果进行进一步分析得到热斑对浮动摩擦片全流程的影响。

2.根据权利要求1所述的一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法，其特征在于：所述利用红外热成像仪和热电偶分别对所述浮动摩擦片表面温度载荷测试和摩擦片内部温度载荷测试，包括：

选择红外热成像仪对浮动摩擦片表面进行周向温度测量，得到浮动摩擦片表面热疲劳载荷的特征，以实现对所述浮动摩擦片表面温度载荷测试；

选择热电偶预埋至浮动摩擦片板芯处对板芯表面进行耐热极限工况下的径向温度测量，得到板芯表面热疲劳载荷的特征，以实现对所述浮动摩擦片内部温度载荷测试。

3.根据权利要求2所述的一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法，其特征在于：所述利用温敏漆涂层结合统计规律对浮动摩擦片的热斑分布规律进行分析，包括：

在浮动摩擦片表面喷涂温敏漆涂层，对具有温敏漆涂层的浮动摩擦片进行服役实验；

在服役实验完成后根据不同温度下所述浮动摩擦片表面温敏漆涂层发光强度的变化，拟合得到发光强度与热斑温度之间的关系，并将发光强度的局部极值点作为热斑分布的区域；

将发光强度的时间属性映射为对应的所述热斑温度、热斑分布的区域的时间属性，以构成浮动摩擦片全场的热斑分布及温度随时间演化关系。

4.根据权利要求3所述的一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法，其特征在于：所述基于所述热斑关键参数构建出一套测试装置控制激光发生器冲击静止状态下的浮动摩擦片生成与高速转动状态下的浮动摩擦片具有一致持续时间和温度梯度分布特征的多个激光斑点，包括：

将浮动摩擦片、激光发生器、红外热像仪、LED光源、高速相机以及相应设备的控制电脑构建为所述测试装置；

依据所述热斑关键参数，控制测试装置中的激光发生器冲击静止状态下的浮动摩擦片，并生成与高速转动状态下的浮动摩擦片具有一致持续时间和温度梯度分布特征的多个激光斑点，以使得激光发生器在浮动摩擦片上形成的激光斑点的影响效果和热斑的影响效果保持一致。

5.根据权利要求4所述的一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法，其特征在于：所述基于热斑分布规律控制多个激光斑点的间距以构建出与高速转动状态下的浮动摩擦片全场的热斑分布及温度随时间演化关系一致的等效热斑，包括：

依据所述热斑分布规律控制多个激光斑点的间距，并研究出多个激光斑点之间的相互影响；

构建出将多个激光斑点的影响效果等效为单个激光斑点的影响效果的等效模型，并基于所述等效模型将多个激光斑点在影响效果上进行等效以实现激光斑点数量的压缩，再将压缩后的激光斑点作为与高速转动状态下的浮动摩擦片全场的热斑分布及温度随时间演化关系一致的等效热斑，所述等效模型的函数表达式为：

；

式中，表征为等效转换参数，表征为被等效的多个激光点的影响区域，表征为等效激光点的影响区域，表征为等效激光点的热应力在这个作用时间内的温度演化，表征为被等效的多个激光点的温度演化，表征整个作用时间；

依据等效热斑的关键参数，控制测试装置中的激光发生器冲击静止状态下的浮动摩擦片生成所述等效热斑。