I fisici hanno stabilito le leggi della termodinamica; ingegneri meccanici saper progettare ed analizzare strutture; termici ingegneri possono predire le temperature di esercizio massime con precisione impressionante. Ancora per tutto ciò che è capito, per tutto il successo, ci sono alcuni problemi reali che sono molto difficili da risolvere. Calcolo della resistenza di interfaccia tra i due blocchi bloccati è uno di quei problemi. Ancora, un quadro teorico di riferimento è disponibile, uno che culmina in un'equazione per calcolare la resistenza di contatto.
Istruzioni
• Calcolare la conducibilità termica media armonica. Avrai bisogno di conoscere la conduttività termica di ciascuno dei due materiali, ma è possibile trovare questa informazioni da materiali di riferimento. Etichettarli k1 e k2. La conducibilità termica media armonica è data dakm = k1 x k2 / (k1 + k2).
• Utilizza un profiler di superficie, determinare il profilo di asperità per ogni superficie. "Asperità" è solo un nome di fantasia per un minuscolo foro stenopeico. Ogni superficie ha alcuni piccoli fori in esso, ed è necessario effettuare alcune misurazioni su quanto è profonda e ripida come le asperità sono. La profondità viene messo in una misura chiamata la rugosità di superficie, mentre la ripidità è chiamata il pendio delle asperità. Il profiler che si utilizza sarà in grado di fare questi calcoli automaticamente.
• Calcolare la pendenza media delle asperità e la rugosità di superficie efficace. La pendenza media delle asperità è dato dalla radice quadrata della somma dei quadrati delle asperità individuali, e la rugosità di superficie efficace è dato dalla radice quadrata della somma dei quadrati della rugosità individuali. Matematicamente, queste equazioni sono:dire delle asperità = sqrt (asperity1 ^ 2 + asperity2 ^ 2);rugosità efficace = sqrt (roughness1 ^ 2 + roughness2 ^ 2).
• Trovare la microdurezza di ciascuna delle due superfici. Si possono trovare queste informazioni nei materiali di riferimento, o fare una misurazione di microdurezza, seguendo le istruzioni per lo strumento di microdurezza.
• Inserire le molle tra i morsetti e un lato dei blocchi. Misurare la differenza tra la lunghezza iniziale e la lunghezza delle molle compressa. Calcolare la pressione di contatto tra i due blocchi. La forza è uguale al numero di molle volte il cambiamento di lunghezza delle molle, volte la costante elastica:forza = numero x variazione di lunghezza x costante elastica; e la forza divisa per l'area di contatto è la pressione di contatto.
• Calcolare la resistenza di contatto. La conduttanza del contatto è dato daconduttanza = 1.25 km x x (rugosità media delle asperità/efficace) x (contatto pressione/microdurezza). Che è la conduttanza per superficie, così che moltiplicare per l'area di contatto per ottenere la conducibilità. La resistenza di contatto è la conduttanza del contatto/1.
Consigli & Avvertenze
- In pratica, persone quasi mai misurare la media delle asperità, la rugosità e la microdurezza, hanno appena messo i blocchi insieme e misurare la resistenza. Si può quindi raddoppiare la quantità di forza e misurare la variazione nella resistenza. È quindi possibile collegare quei numeri nell'equazione e prevedere quale sarà la resistenza per qualsiasi pressione di contatto.
- Come complicata come questa procedura è, non è la storia completa: esso non prende in considerazione il contributo termico dell'aria che colma la lacuna. Che di solito è solo un piccolo contributo per la conducibilità, quindi può essere trascurata.
- Questo è il calcolo per la resistenza termica. Il calcolo della resistenza elettrica segue un processo simile.
- Spesso, questo passaggio viene utilizzato solo per impostare un argomento uomo di paglia, in modo che possa essere dimostrato che la resistenza sarà inferiore quando un materiale conduttivo è messo tra i due blocchi. In realtà, è molto raro per critiche situazioni di vita reale a fare affidamento esclusivamente sulla pressione di contatto per fornire che una connessione a bassa resistenza e applicazioni anche non critiche, ad esempio la connessione della batteria auto, funzionerà meglio con una pasta conduttiva per fare una buona connessione.