Thermal contact conductance; theoretical considerations

Abstract

Thermal contact conductance of nominally flat surfaces in contact was considered. The emphasis of the work is on effect of the mode of deformation on the value of conductance. Explicit expressions for thermal conductance were derived for cases of: (1) Pure plastic deformation (2) plastic deformation of the asperities and elastic deformation of the substrate and (3) pure elastic deformation. The last two important cases are considered for the first time here. Criteria which determine mode of deformation is also presented. On considère la conductance thermique de surfaces planes en contact. Ce travail concerne particulièrement l'effet du mode de déformation sur la valeur de la conductance. On donne des expressions pour la conductance thermique dans les cas suivants: (1) Déformation plastique pure, (2) Déformation plastique des aspérités et déformation élastique du substrat, (3) Déformation élastique pure. Les deux derniers cas importants sont considérés pour la première fois ici. On présente aussi un critère qui détermine le mode de déformation. Es wurde der thermische Kontaktleitwert von einander berührenden ebenen Oberflächen untersucht. Die Betonung dieser Arbeit liegt auf der Abhängigkeit der Grösse des Leitwertes von der Art der Verformung. Eindeutige Beziehungen für den thermischen Leitwert wurden für folgende Fälle hergeleitet: (1) rein plastische Verformung (2) plastische Verformung der Rauheiten und elastische Verformung des Grundprofils (3) rein elastische Verformung. Paccмaтpивaeтcя тeплoвaя кoнтaктнaя пpoвoдимocть нoминaльнo плocкич кoнтaктиpuющич пoвepчнocтeй. Ocнoвнoe внимaниe в paбoтe uдeляeтcя влиянию видa дeфopмaции нa вeличинu пpoвoдимocти. Bывeдeны выpaжeния для тeплoвoй пpoвoдимocти для cлuчaeв: (1) чиcтo плacтичecкoй дeфopмaции, (2) плacтичecкoй дeфopмaции шepoчoвaтocтeй и uпpuгoй дeфopмaции cлoя, лeжaщeгo нижe, и (3) чиcтo uпpuгoй дeфopмaции. Пocлeдниe двa вaжныч cлuчaя paccмaтpивaютcя впepвыe. Пpeдcтaвлeны кpитepии, oпpeдeляющиe вид дeфopмaции.