本文研究了针刺编织材料对的接触热阻。研究方法是利用实验室现有的表面轮廓仪测量获得材料的表面形貌，将形貌数据导入软件中重构出粗糙表面，然后利用有限元方法进行接触热阻数值模拟，数值模型如图1所示。该研究考虑了材料的表面形貌、服役压力以及温度对接触热阻的影响，得到了不同压力下两接触面的实际接触面积，以及不同温度和压力下的接触热阻值。

            (a) 数值模型       (b) 接触界面附近局部网格

图1 数值模型及网格

研究表明，对于所研究的材料对，压力越大，实际接触面积越大，但实际接触面积只占名义接触面积的一小部分，如图2所示。

图2 真实接触面积占比

以下接触面为分析对象，传热分析表明，粗糙表面的温度分布不均匀。压力增加，下接触面在相同温度边界条件下的温度分布向均匀化方向发展，且粗糙表面平均温度降低，如图3所示。

图3 不同压力同一表面的温度分布

接触热阻的计算结果如图4所示，结果表明，温度升高，接触热阻降低。压力增加时，接触热阻也降低。

图4 接触热阻随接触面温度压力的变化

文章来源：Ren X J, Dai Y J, Gou J J, et al. Numerical prediction of thermal contact resistance of 3D C/C-SiC needled composites based on measured practical topography[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019, 131: 176-188.