接触热阻的蒙特卡罗法模拟
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功率电子器件界面热阻和接触热阻是如何测量的?随着微电子技术的发展，电子芯片不断的趋向于小型化、集成化，热量通常被认为是电子系统前进发展的限制性因素，在电子设备热设计领域，热量的积累，温度上升过高对器件的寿命和可靠性都会产生非常不利的影响。
有研究表明，当工作环境为70℃~80℃时，工作温度每提高1℃，芯片的可靠性将下降5%。
因此，对于界面热传导的研究就变得尤为重要。
在各种功率电子器件中，电子器件产生的热量由内而外的传递需要经过数层接触面，不同材料相互接触时会产生界面，界面对热流有阻碍作用, 而界面热阻的概念亦即运用于此。
界面热阻的精准测量也是在集成电路设计时选择热界面材料重要因素——当热量流经接触界面时，将产生一个间断的温度差∆T，根据傅里叶定律，界面热阻Rimp可表述为：Rimp=(T1T2)/Q。
其中，Rimp为界面热阻，T2为上接触部件的界面温度，T1为下接触部件的界面温度，Q为通过接触界面的热流通量。
这里展示一个典型封装结构：在热量由芯片传递至散热器的过程中，需要经过多个固固界面。
当两个部件之间进行接触传热时，由于固体表面从微观上粗糙不平，部件之间实际上是通过离散的接触点进行接触传热的，有研究表明，这之间的实际接触面积不到部件对应表面积的3%，因而产生了非常高的界面热阻。
当界面填充有TIM时，增加了实际的接触面积，界面热阻的数值也随之减少。
界面热阻包括接触热阻和导热热阻两部分，各类热阻的关联如下图所示：那么界面热阻和接触热阻是怎么样测量的呢?在实际应用中，为了充分表征热界面材料的导热能力，材料本身的导热率和热阻的准确测量是必须的。
其实，界面热阻的测量非常简单，目前业内常用于热阻测试的标准为ASTM D5470，根据上面提到的傅里叶公式Rimp=(T1T2)/Q，常用的测试设备可以直接或间接测得上下界面的温度和流经的热通量，进而得到材料的表观界面热阻。
而由界面热阻引申而来，可以进一步得到接触热阻和导热系数：Rimp=1/λS*L+Rcon。
基于响应面法和蒙特卡罗法的齿轮热弹耦合接触特性研究_王宇宁
因此 ， 研究多种随机因素对热弹耦 变化的根本原因 ， 合齿面接触强度可靠性灵敏度具有重要意义 。 系统 运 用 摩 擦 学 、 传热学和间接耦合法对齿轮 进行热弹耦合接触 分 析 ， 通过有限元数值计算拟合 真实的极限状态曲面 ， 即 一个响应面来替代未知的 、 齿面接触强度的极 限 状 态 函 数 ， 并采用蒙特卡罗法 研究各随机变量的概率敏感性 。
齿轮材料选用16cr3niwmovnbe为了研究各随机变量对齿轮热弹耦合接触特性的影响考虑到齿轮材料的膨胀和温度场等实际工况条件以线膨胀系数为随机变量并且假定各随机变量均服从正态分布其均值和标准差如表各随机变量的均值和标准差变量106均值116100928020551650标准差05808535概率水平分别为狆1001狆3099时根据boxbehnken取样方法进行25次抽样限于篇幅只列出10个样本点如表4boxbehnken样本点及响应值106水平取值水平取值水平取值水平取值2055120217010435狆188352055119997412765狆188352055120366310435狆311165狆292802055121117412765狆311165狆292802055120344890936狆1185695116043794664狆1185695113969290936狆3225305126290294664狆3225305123958410狆110435狆2100中的样本点经过25次有限元模拟得到齿面最大接触应力狆max25个响应值列入表到齿面最大接触应力狆max的响应面函数为
１ 确 定 齿轮温度场 的 边界 条件
主、 从动齿轮啮合齿面的热流密度ｑ ｑ Ｍ １， Ｍ ２ 分别
icepak接触热阻设置
icepak接触热阻设置摘要：1.接触热阻设置的重要性2.ICEPAK接触热阻设置方法3.接触热阻设置的注意事项4.设置接触热阻的实际应用案例及效果正文：ICEPAK是一款广泛应用于电子散热领域的软件，通过模拟计算分析电子设备的散热性能。
在ICEPAK中，接触热阻设置是影响散热效果的关键因素之一。
本文将详细介绍ICEPAK接触热阻设置的方法和注意事项，并以实际应用案例为例，展示设置接触热阻的效果。
一、接触热阻设置的重要性接触热阻是指两个物体相互接触时，在接触面上产生的热量传递的阻力。
在电子设备散热过程中，接触热阻会对设备内部的温度分布产生显著影响。
设置合理的接触热阻，可以提高散热效果，延长设备使用寿命，降低故障率。
反之，若接触热阻设置不当，可能导致设备过热，影响其正常工作。
二、ICEPAK接触热阻设置方法1.打开ICEPAK软件，创建或导入项目文件。
2.在项目管理器中，找到需要设置接触热阻的物体，双击进入物体属性界面。
3.在物体属性界面中，找到“热阻”标签，设置接触热阻的数值。
注意，接触热阻的单位通常为℃/W。
4.如有需要，可以继续设置其他相关参数，如导热系数、比热容等。
5.完成设置后，返回项目管理器，继续进行其他设置或直接运行仿真分析。
三、接触热阻设置的注意事项1.接触热阻值并非越小越好。
过小的接触热阻可能导致热量传递过快，使设备内部温度分布不均匀，加剧局部热应力，从而影响设备寿命。
2.接触热阻设置要与实际相符。
结合设备材料、加工工艺等因素，合理估算接触热阻值。
3.设置接触热阻时，要考虑温度边界条件。
例如，当设备表面与散热器、空气或环境接触时，需根据实际温度条件设置接触热阻。
四、实际应用案例及效果以某款LED灯为例，通过ICEPAK软件设置接触热阻，对比分析不同接触热阻下的散热效果。
仿真结果显示，合理设置接触热阻的LED灯，其温度分布更加均匀，散热效果明显提升，与实际测试数据相符。
总之，在ICEPAK中设置接触热阻是电子设备散热分析的重要环节。
相变材料热控系统内部接触热阻的辨识方法研究
相变材料热控系统内部接触热阻的辨识方法研究石友安;桂业伟;杜雁霞;曾磊;钱炜祺【摘要】In this article, the parameter estimation method is used for identify-ing the thermal contact resistance at the interface heiween the container and the phase-change matenal(PCM) in .the thermal control device. The steady and transient thermal contact resistance is obtained by sensitivity method and conjugate gradient method respectively. The results indicate that these methods proposed in this work are characterized with high computing efficiency, and can be used to improve the prediction accuracy of melting rate for PCM thermal control device.%在相变材料热控系统的吸热融化过程中,由于材料与容器壁面之间的空穴效应形成的接触热阻,将对熔化传热形成阻尼效应.采用反演热传导反问题的方法,将参数辨识中的灵敏度法和共轭梯度法应用到实验,建立了一种可用于材料熔化过程界面稳态和瞬态接触热阻的辨识方法.模拟辨识与初步应用表明:辨识方法计算精度高、稳定性好,为精细化分析相变材料热控系统中的熔化吸热过程奠定基础.【期刊名称】《实验流体力学》【年(卷),期】2012(026)004【总页数】5页(P54-58)【关键词】熔化;接触热阻;热传导反问题;参数辨识;相变材料【作者】石友安;桂业伟;杜雁霞;曾磊;钱炜祺【作者单位】中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000;中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】V435+.140 引言两种相互接触的固体材料的交界面，由于表面粗糙度的存在，微观上会呈现出“非一致接触”。
蒙特卡洛法基本原理
其中，参数 t ≥ 0 ，代表辐射能束到达点与源点之间的距离。辐射能束的源点坐标 (2.17)
( x0 , y0 , z0 ) 由发射点概率模型或入射线与表面的交点确定，而方向矢量 m 的确定比较复 杂。对镜反射能束，根据 Fresnel 反射定律， m 由入射线的方向矢量 m 0 与表面的正法向矢
F ( x, y, z ) = C1 x 2 + C2 y 2 + C3 z 2 + C4 xy + C5 xz + C6 yz + C7 x + C8 y + C9 z + C10 = 0
式中， C1 ~ C10 是方程的系数与常数项。
(2.13)
为了区别表面的朝向，还必须确定表面的正法向。对不透明表面，通常定义指向辐 射能束传递空间的法向为表面正法向。对式(2.14)描述的标准表面，表面正法向 n 为：
第2章 基本原理
2.5 表面辐射换热原理与计算方法简介
物体表面间的辐射换热是每个表面发射、吸收、反射辐射能的综合作用结果，取决于 每个表面的热辐射能发射能力、吸收能力、反射方式以及物体之间的相对空间几何关系[15]。 对辐射换热而言，物体的热辐射特性包括：热辐射发射特性、对投入辐射能的吸收、反射特 性三个方面[14,15]。 基尔霍夫定律表明：物体的光谱方向发射率等于其同一温度下的光谱方向吸收率，即：
r= 0
2 2 2 rmin + Rr ⋅ (rmax − rmin )
ϕ 0 = ϕ min + Rϕ ⋅ (ϕ max − ϕ min )
基于响应面法和蒙特卡罗法的齿轮热弹耦合接触特性研究
进 行 了结 构分析 ， 以齿轮 材 料 的线 膨 胀 系数 、 油温、
主动轮 转 速 、 主 动 轮 功 率 及 齿 面 许 用 接 触 应 力 为 随 机 变量 ， 基 于 响 应 面 法 得 到 了 齿 面 接 触 强 度 的 极 限
０ 引 言
齿 轮 的不均 匀 温 度 场分 布 导 致 热变 形 ， 并 与齿 轮 啮合 时 的弹性 变 形 相耦 合 ， 从 而改 变 了齿 面 接 触 状 态 和接触 应力 。据 统计 ， 齿 轮箱 所 发 生 的机 械 故
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ８ １ ９， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ： 首先 运 用摩 擦 学 、 传 热 学和有 限 元法研 究
了齿 轮 的 本 体 温 度 场 ， 然 后 利 用 间接 耦 合 法对 齿轮
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ；ｃ ｏｎｔ ａ ｃ ｔ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ； ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎｓ ｅ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｅ； Ｍｏ ｎｔ ｅ Ｃａ ｒ ｌ ｏ
状 态函数 ， 并通 过 蒙特 卡 罗 法得 到 了各 随机 变量 对 该 极 限状 态 函数 的概 率敏 感性 。结果表 明 ， 响应 面一 蒙特卡 罗法有 效 简化 了复杂 结构 的可 靠性 灵敏度 分
析。
障中， 齿面 损坏 占了 ８ ０ 以上 。齿 轮 的 温 度场 及 其
具有界面热阻的接触传热耦合问题的数值模拟_概述说明
具有界面热阻的接触传热耦合问题的数值模拟概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在研究具有界面热阻的接触传热耦合问题，并通过数值模拟的方式对其进行分析和探讨。
接触传热问题是工程领域中一个重要而复杂的现象，它涉及到不同物体之间的能量交换过程。
然而，在实际应用中，物体表面之间往往存在界面层，这种界面层会影响传热效果，从而引入了界面热阻。
1.2 文章结构本文共分为六个部分，每个部分都有其特定的内容目标和重点。
首先，在"引言" 部分我们将简要介绍本文的背景、目的和文章结构。
在"研究背景" 部分，我们将深入探讨接触传热耦合问题以及界面热阻的概念和影响因素。
随后，在"数值模拟方法与原理" 部分，我们将介绍所使用的有限元法以及其他相关数值模拟方法，并选择适用于接触传热耦合问题的数值模拟方法。
在"模型建立与参数设定" 部分，我们将详细描述接触界面的特性描述方法，并定义和设置界面热阻参数，同时设定初始条件和边界条件。
接下来，在"结果分析与讨论" 部分，我们将分析界面热阻对传热效果的影响并探讨参数变化对传热过程的影响。
最后，在"结论" 部分，我们将总结本文的主要发现，并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本研究旨在通过数值模拟方法对具有界面热阻的接触传热耦合问题进行深入探究，从而揭示不同参数变化对传热效果的影响以及界面热阻存在的必要性。
在实际工程应用中，如何准确预测并优化接触传热过程对于提高能量利用效率至关重要。
通过数值模拟方法，我们可以更好地理解和分析该问题，并为实际工程应用提供科学依据和指导。
因此，本文旨在为相关领域提供有价值的参考和指导，并推动进一步的研究与应用发展。
2. 研究背景：2.1 接触传热耦合问题简介接触传热耦合问题是指在热传导过程中存在着物体之间的接触以及由此引起的热传导现象。
在工程实践中，许多材料或设备都会涉及到接触传热耦合问题，例如机械部件的摩擦接触、电子元器件的散热等。
高分子动态Monte Carlo模拟的协同运动算法
高分子动态Monte Carlo模拟的协同运动算法秦原;刘洪来;胡英【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2002(23)7【摘要】@@ 在高分子动力学的研究中, 动态 Monte Carlo 模拟发挥了重要的作用[1]. 动态 Monte Carlo 模拟的关键是选择具有物理真实性的高分子运动算法. 目前广为采用的算法是经 Hilhorst 和 Deutch[2]修正的 Verdier-Stockmayer 算法[3]以及 Carmesin 和 Kremer等的键长涨落算法[4], 陆建明和杨玉良曾提出一种高分子动态算法[5], 在他们的算法中很长一段链节可能作蛇行运动, 但是冯捷等[6]指出这种运动模式不满足微观可逆性条件. 本文对该运动模式进行修正, 得到一种协同运动算法, 并对其动力学行为进行检验.【总页数】3页(P1447-1449)【作者】秦原;刘洪来;胡英【作者单位】华东理工大学化学系,上海,200237;华东理工大学化学系,上海,200237;华东理工大学化学系,上海,200237【正文语种】中文【中图分类】O63.1【相关文献】1.二维三角格子上高分子动态 Monte Carlo模拟的协同运动算法 [J], 秦原;刘洪来;胡英2.高分子抑制蛋白质聚集的动态Monte Carlo模拟 [J], 张麟;卢滇楠;刘铮3.高分子链动态行为的Monte Carlo模拟 [J], 张群利;韩兆让;赵吉丽;王莉;刘凤岐4.星形高分子在油水界面吸附的动态Monte Carlo模拟 [J], 卫一龙; 戎宗明; 刘洪来; 胡英5.梳型高分子Monte Carlo模拟中三键交联单元运动的算法 [J], 许文彬;韩兆让;王宏;田卫星;陈仲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种接触热阻的数值计算方法
文章编号：!""#$!#%"（&""&）"’$""%%$"’一种接触热阻的数值计算方法沈军，马骏，刘伟强（国防科技大学航天与材料工程学院，湖南长沙’!""(%）摘要：分别采用截锥体、圆弧形和三角形模型来模拟实际物体的接触面，利用)*+,-.,/三角形非结构化网格离散温度场，并使用有限元法数值计算接触热阻。
通过比较几种模型的计算结果，提出控制角为%"0的三角形模型有较高的精度。
给出接触热阻的近似计算公式，并分析了表面粗糙度对接触热阻的影响，所得出的结论在工程实际应用上有一定的参考价值。
关键词：接触热阻；有限元法；表面粗糙度中图分类号：12!!3%文献标识码：,!"#$%&’()*+)*(#*),’-./%,0-1-230%&$)*+-.,)(,4%5’5,).(%45*.678，9,678，+:-;<=$>=?8@（A B C C <@<B D ,<E B F G ?H <?8I9?J <E =?C *8@=8<<E =8@，.-)K ，A L ?8@F L ?578?8’!""(%，A L =8?）!65,&)(,：-F =8@J E 78H ?J <I H B 8<，H =E H 7C ?E ?8I J E =?8@7C ?EM B I <C F J B F =M 7C ?J <J L <H B 8J ?H J F 7E D ?H <，J L <J L <E M ?C H B 8J ?H J E <F =F J ?8H <=FH ?C H 7C ?J <IN ?F <IB 878F J E 7H J 7E <I )<C ?78?O J E =?8@7C ?J =B 8@=E IF B C 7J =B 8?8ID =8=J <<C <M <8J M <J L B I 3K L <J E =?8@7C ?E M B I <C =F H B 8F =I <E <IM B E <G E <H =F <P L <8=J F H B 8J E B C ?8@C <=F%"0?8I?8?G G E B Q =M ?J <D B E M 7C ?=F G E B R =I <ID B E H ?C H 7C ?J =B 8B D J L <J L <E M ?C H B 8J ?H J E <F =F J ?8H <N O H B M G ?E =8@H B M G 7J ?J =B 8M B I <C F 3KL <E <C ?J =B 8F L =G P =J LJ L <EM ?C H B 8J ?H J E <F =F J ?8H <?8I F 7E D ?H <E B 7@L 8<F F =F I =F H 7F F <I D =8?C C O 3K L <BN J ?=8<I E <F 7C J F ?E <H B 8F =I <E ?J <D B E <8@=8<<E =8@?G GC =H ?J =B 837%89-&15：K L <E M ?C H B 8J ?H J E <F =F J ?8H <；S =8=J <<C <M <8JM <J L B I ；47E D ?H <E B 7@L 8<F F 收稿日期：&""!$!&$!&；修回日期：&""&$"!$!"作者简介：沈军（），男，硕士，从事空间推进系统热控制"引言随着传热技术的不断发展和广泛应用，对接触热阻的预测已成为工程应用中一个十分重要的环节，受到了越来越广泛的关注，人们对接触热阻的研究和了解也日渐深入。
蒙特卡洛计算居里温度
蒙特卡洛计算居里温度蒙特卡洛方法是一种随机模拟方法，被广泛应用于解决各种数学和物理问题。
在计算居里温度上，蒙特卡洛方法可以用来模拟物质在不同温度下的磁性行为。
居里温度是指一些物质在一定温度下由铁磁性到顺磁性的相变温度。
在磁性物质中，每个原子或离子都有自己的磁矩，当物质在一定温度下达到居里温度时，热运动的效应会破坏磁矩的有序排列，使得物质的磁性消失。
1.构建模型：使用格点模型或连续模型来表示磁性物质的结构。
格点模型将磁性物质看作是一系列离散的磁矩点，而连续模型则通过连续的局域磁矩密度函数来描述。
2.初始化：为每个磁矩赋予一个随机的初始磁化方向。
3.选择更新：在模拟的每个步骤中，从系统中随机选择一个磁矩，并计算它的能量变化。
能量的变化可以通过计算磁矩与其邻近磁矩之间的相互作用来得到。
4. 接受或拒绝：根据Metropolis原则，根据能量变化的大小和温度，决定是否接受新的磁化状态。
如果新状态的能量更低，或者能量变化足够小，系统就会接受该状态；否则拒绝新状态，并保持当前状态不变。
5.统计：对模拟得到的磁化状态进行统计，记录磁矩的总磁化强度。
6.温度调节：在不同温度下重复执行2-5步骤，并记录不同温度下的磁化强度。
通过观察磁化强度与温度的关系，可以确定居里温度。
总之，蒙特卡洛方法是一种有效的计算居里温度的方法。
通过模拟物质中磁矩的热运动，可以研究磁性相变的过程，并确定居里温度。
这种方法具有一定的随机性，因此在实际应用中，需要进行多次模拟，以获得可靠的结果。
随着计算机技术的不断发展，蒙特卡洛方法在计算物理学和材料科学中的应用将会更加广泛。
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6 ］ ’ =>?7@ !） # %［ # # 每个粗糙峰参数的确定 对于某一高度为 !" 的粗糙峰， 若粗糙表面 ( 轴与刚性平面的距离为 , ， 则峰顶与接触面距离$" 为 （B） $" % !" ) , 当$" C ? 时， 此粗糙峰发生接触， 则其接触区圆半径 -" 、 接触面积 + + " 、 接触载荷 ." 分别为
" # " 模拟步骤及计算过程
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接触面等效参数的确定
收稿日期：’""!#!!#’*；修回日期：’""’#"&#&" 万方数据 明 作者简介：钟 （!+%’—） ， 男， 博士 )
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表面粗糙度应是正态变量 （即粗糙峰的高度） 各记为 !! 、 ［ !］ 可知， 等效 !" 的均方差， !6 。由文献 表面的等效粗糙度 !、 斜率 # 及材料的等效硬度 $ 由下列诸式获得
（# ・ ］ *> ; ’ #［ 6 96 :）
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结
论
在本研究中我们提出了一种可用于计算界面接触热阻的蒙特卡罗模型， 通过与 “积分法” 所获得的 理论结果及他人的试验数据相比较， 表明该模型切实可行、 精度可信。
参考文献：
［*］ 70&&3@22A B C， ［ B］ 9-%%-"#D23 B E 8; F23G"1G 2H ,2#-3"%%5 I%"G !40H"1&D ; 8021 J25"% !21 2H K23A23 !&0-&D C， *?++， .?<： ’(( L ’*? ; ［.］ MD-&N F :; C F0-G-1"% OP"%4"G-23 2H !40H"1& 7&2#&G0-1"% 8"0"#&G&0D H20 " ,2#-3"%%5 I%"G !40H"1& Q2A&% ［ B］ ; C!QO B2403"% 2H K4R S0-1"G-23 T&1N32%2U5， *?>)， ?+： +’= L +’? ; ［’］ 7-SD23 J V; TN& F23G"1G J&D-DG"31& H20 " !&#-RW3H-3-G& F5%-3A&0 -3 X"144# ［ B］ ; C$$% O3&0U， *?>+， .： <> L +< ; ［)］ K&43U Q， ［ B］ MD-&N F :， 72D@"#- V Y; 80&A-1G-23 2H TN&0#"% F23G"1G F23A41G"31& -3 X"144# S5 !G"G-DG-1"% Q&1N"3-1D ; B M&"G T0"3DRT C!QO， *??=， *.(：<* L <>Z
［7］ 出
（ 0 - ’ 1） ’ 6 -23 ） /+" % （
（=）
7 式中：0（ - ’ 1 ）9 ! F !>8?G!@ （ - ’ 1 ）H ?>77@?! （ - ’ 1） H A （ - ’ 1 ） H …； ! ’ 23 9 ! ’ 2 ! H ! ’ 2 6 ， ?>?B=G6 2!、 2 6 各为接触材料
! " $ 两种计算结果与试验比较
不难看出， 积分法是先求出粗糙面总的接触面积和总的接触压力， 再求出每个接触峰点的平均接触 面半径及平均接触热阻。它并不考虑每个接触峰之间的实际不同会对接触热阻产生的影响。而蒙特卡 罗法与此不同， 它首先模拟出大量服从正态分布的粗糙峰高度， 对于每个模拟的接触峰求出各自的粗糙 峰参数， 进而获得总接触面积及接触热阻。图 ( 表明两种方法得到的接触面积与接触压力之间的关系 几乎是重合的。其充分说明， 蒙特卡罗法与积分法一样能够模拟粗糙表面相接触时所发生的物理过程。 在计算接触热阻方面， 由于考虑到每个接触峰之间诸参数的差别， 前者比后者 然而， 正如图 ) 所表明的， ［)］ ， 具体参数见表 ’。 有更好的精度是理所当然的。图 ) 中的实验数据取自文献
万方数据
’(=
表! #$%&’ ! !"#$%& 6 ! #） !（ ! "（ 6 78"） !! ’(’ . ; +) ( ; *<(( . ; .= !! ’(’ < ; ?. ( ; (??= . ; .= *> ; ’ !! )*+ ’ ; () ( ; *(. . ; +. .< ; ’
热导率； -、 1 分别为接触区圆盘半径及热流通道半径。因为 假设粗糙峰均匀分布， 则每个粗糙峰的热流通道半径 1 为 ’ !* +） 1 % !+ 1（ 由 （=） 式可得到每个粗糙峰的单点接触热阻。 ! % ! % % 总接触热阻 / + 的确定 即 总的接触热阻 / + 为所有单点接触热阻 / + " 的并联，
"
蒙特卡罗模拟
" # ! 基本假设
（!）热流垂直通过两个粗糙表面的接触面， 接触的 “名义” 面积为 ! .， 两表面粗糙峰峰点密度分别 为! ! 、 ， 峰点高度 " 的概率密度函数" （ "） 服从高斯分布； !’ （’）两表面粗糙峰各为斜率 #! 、 材料硬度各为 $! 、 #’ 的圆锥体， $’； （&）峰点均匀分布在接触界面上， 且变形时相互独立； （(）两粗糙表面相接触， 可等效为一个随机峰表面与一个刚性平面的接触， 接触变形为纯塑性变 形。如图 ! 所示。
!
引
言
接触热阻是确定相接触的固体介质之间温度分布的一个重要参数， 是解决多层固体组合体热传导 的核心问题， 广泛存在于科学研究及工程实践中。它依赖于接触介质的几何形状、 尺寸大小、 接触面粗 糙度、 所处温度及受压状态， 以及在该状态下的材料热物性及力学特性。为确定介质间的接触热阻， 通 常应在模拟接触部件的实际工作状态下由试验测定。如果实际工作状态处于高温、 高压， 则建立理论模 型， 通过数值模拟去解决， 可能更切实可行。基于此， 我们提出了一个用数值计算接触热阻的蒙特卡罗 模型。 实际上， 它是一个概率统计模型。首先假定接触面是粗糙的， 粗糙峰高度服从正态分布， 因而它是 一个正态随机变量， 它们的均方差即为通常意义上的表面粗糙度； 其次假定两个粗糙表面相接触可等效 为一个有粗糙峰的表面与一个刚性平面相接触， 且在高压下接触时， 粗糙面发生纯塑性变形。在上述随 机结构的基础上， 分析每个粗糙峰所受到的压力及其接触热阻， 进而求出总的接触压力及总接触热阻。 将其与 “积分法” 的理论结果及文献中已发表的实验数据作比较， 符合较好。
［"］ 一些接触热阻试验参数
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