[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

说明书

本发明公开了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，包括以下步骤：步骤S1、利用红外热成像仪和热电偶获得热斑关键参数，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；步骤S2、基于所述热斑关键参数构建出一套测试装置，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，并进一步分析得到热斑对浮动摩擦片全流程的影响。本发明保证关键参数一致的情况下对热斑进行复现，将对浮动摩擦片的热斑的分析从高速旋转和振动工况下的测量转变为静止状态下的测量，实现对浮动摩擦片上随机热斑的影响的精确测量。

技术领域

本发明涉及浮动摩擦片热疲劳载荷测量技术领域，具体涉及一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法及装置。

背景技术

浮动摩擦片在服役过程中会在表面出现热斑，实际应用中发现，热斑的出现会导致摩擦片芯板出现局部高热能量密度，进而对浮动摩擦片全场的热应力分布产生影响，最终影响浮动摩擦片的寿命。

由于热斑出现的位置具有很强的随机性，且热斑持续的时间较短，具有瞬时性。出现位置的随机性和持续时间的瞬时性给热斑相关参数的测量造成很大困难，且热斑的出现往往伴随着浮动摩擦片的高速旋转和振动，工况较为恶劣，故现有的测量方法仅能通过红外测温传感器测量表面温度，无法获得更多的包括内外层温度分布、内外层热应力大小和影响区在内的各种信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法及装置，以解决现有技术中仅能通过红外测温传感器测量表面温度，无法获得更多的包括内外层温度分布、内外层热应力大小和影响区在内的各种信息的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种浮动摩擦片等效热斑局部热疲劳载荷的测试方法，包括以下步骤：

步骤S1、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，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。

作为本发明的一种优选方案，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所述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。

作为本发明的一种优选方案，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；