接触热阻 - 行波管高频热性能分析
这是 ANSYS 工程实战 第 6 篇文章
界面接触热阻的大小，接触热阻的设置，在热分析中至关重要。界面充分接触还是需要设置接触，可以根据实际对界面的关注情况而定。
1. 模型简化及 part 设置
根据实际需求，简化模型主要包括：底板﹑支撑架﹑极靴﹑连接环﹑夹持杆﹑螺旋线等。螺旋线靠近输出建立一段模型，模型导入后，三个夹持杆设置一个 part ，其他模型设置为一个 part 。
2. 接触设置
螺旋线与夹持杆之间设置接触热阻 3.33e-6 (℃ m^2）/W , 转换为接触热导率为 0.3 W/(mm^2℃)，具体设置属性及参数如图。
夹持杆与极靴，连接环之间设置接触热阻 3.33e-6 (℃ m^2）/W , 转换为接触热导率为 0.3 W/(mm^2℃)。
3. 网格设置
在 Model - Geometry 中，依次选择螺旋线﹑夹持杆﹑钼针﹑极靴﹑连接环﹑窗﹑支架﹑底板，点击 Generate Mesh，顺序进行网格划分。设置关键部分夹持杆，螺旋线使用六面体划分网格（Sweep Methond )，关键部分网格如图。
关键部分划分完后，对极靴﹑连接环﹑窗﹑支撑架﹑底板进行网格划分，不重要部分使用四面体自由网格划分，整个模型网格如图。
4. 温度载荷及边界条件设置
螺旋线上功率载荷以热生成的方式加到整个螺旋线上，可以一圈一圈加载热生成，也可以在部分螺旋线上加载温度载荷。
底板底面设置环境温度85℃ 。
5. 结果分析
1） 高频温度分布如图
螺旋线上温度最高236℃ 。螺旋线上热量一方面通过夹持杆，极靴传到底板，另一方面通过钼针传到窗，支架，最后传到底板。
2） 关键部分温度分布
关键部分温度分布如图，螺旋线中间部分温度最高。
3） 螺旋线与钼针温度分布
整个钼针从螺旋线到窗端温度变化如图，最大温差90℃。
4） 夹持杆上温度分布
夹持杆上温度分布如图，夹持杆高温区最大温差12℃。
5） 螺旋线温度分布
螺旋线温度分布如图，最大温度发生在螺旋线中间靠近钼针处。
6） 螺旋线与夹持杆接触热阻导致温差分布
在螺旋线上最高温度区域处，螺旋线与夹持杆对应位置的温差46℃，温差主要由于夹持杆与螺旋线之间热阻引起，热阻越大，温差越大。
