CN103033277B - 一种用于评估界面温度与界面换热系数关系的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于评估热冲压过程中模具与试样之间的界面温度与界面换热系数关系的装置，包括冷却装置、试样固定装置、温度检测装置和数据处理***，所述冷却装置包括上工装和下工装，所述试样固定装置放置在上工装的上表面，所述试样固定装置靠近上工装的一侧设有温度检测装置；所述上工装内部设有数根支撑柱，所述支撑柱之间的空腔为冷却水通道，所述冷却水通道与冷却水进口、冷却水出口分别相连。本发明还公开了一种评估热冲压过程中模具与试样之间的界面温度与界面换热系数关系的方法。本发明提供了一种用于评估热冲压过程中模具与试样接触面的界面温度与界面换热系数之间的装置及方法，为界面系数的测试提供了相应的理论基础。

Description

一种用于评估界面温度与界面换热系数关系的装置及方法

技术领域

本发明涉及界面温度与界面换热系数关系的测定装置及方法，尤其涉及热冲压过程中模具表面温度与界面换热系数关系测试装置及方法，属于高强度钢板热冲压技术领域。

背景技术

常规热传导过程是根据已知的初始条件或边界条件，求解传热体内部的温度变化，是一种适定问题。反向热传导问题（Inverse Heat Conduction Problem,IHCP）是一种不适定问题。IHCP是根据传热体温度的变化情况计算传热体的边界条件或初始条件：即通过在传热体内部安装热传感器，利用热传感器记录传热体内部相应位置的温度变化，再利用适当的计算方法根据温度变化情况确定传热体的初始条件或边界条件。目前，国内外的学者已经提出了多种数值解析方法解决IHCP。由于反传热问题是一种不适定问题，它的求解要比常规热传导过程复杂许多，选择简便、可靠的方法研究反向热传导问题，在实际工程应用中具有重要价值。

根据传热体的温度变化求解传热体与周围介质之间的换热系数，是多种IHCP中的一种，国内外许多学者对这种反向热传导问题进行了研究。Osman和Beck通过在球体内设置热传感器记录球体内部的温度变化情况，利用反向热传导方法计算淬火球体与冷却介质之间的界面换热系数，计算结果表明：利用反向热传导方法得到的换热系数与理论值吻合较好。Naylor和Osthuizens利用传感器测量试样冷却过程中的温度场，根据测量得到的温度曲线用迭代法处理反向热传导问题，并得到了试样与冷却介质之间的换热系数。顾剑锋等研究了用反传热方法计算表面综合换热系数的基本原理和算法，利用反向热传导法得到了冷却水及淬火油与淬火硼钢之间的界面换热系数，研究结果表明：采用适当时间步长（0.01s）及有限元网格的尺寸（1mm），多点法能够更为准确地反映表面综合换热系数随表面温度的变化情况。陈乃录等为了测量和计算工业条件下淬火油在不同流速下的换热系数，采用超声波多普勒流量计测定了介质的流速，用120×120×20mm³平板状试样和反传热法测定与计算了换热系数。程眉等将Beck反算法应用于淬火过程边界条件的计算，开发了温度场模拟过程边界条件的处理程序，实现了在淬火过程中试样瞬态温度场的模拟。程赫明等针对45钢试样的冷却水淬火和高压气体淬火过程，利用显示有限差分法、非线性估计法和由热传感器测试得到的温度，进行反向热传导求解，得到了45#钢与冷却水之间随温度变化的边界换热系数，以及45#钢与高压气体之间随温度变化的边界换热系数。

对于其它类型的IHCP，国内外的学者也进行了相应的研究工作。杨晨等提出了一种基于Levenberg-Marquardt迭代过程求解非线性热传导逆问题（预测材料热物性参数）的方法，以平板内的一维非稳态热传导为研究对象，在准确的数值计算结果上施加非均匀随机误差来模拟瞬态温度实验数据，应用该方法分别对热传导系数和比热容为常数，以及热传导系数和比热容为温度的函数等情况进行了预测。钱炜祺等在采用有限体积法数值求解三维非稳态热传导问题的基础上，将表面热流的逆向求解问题转化为优化问题，建立了顺序函数法和共轭梯度法两种逆向求解算法；采用这两种算法对一个典型算例进行了求解，计算结果表明：所建立的两种逆向求解算法均具有较好的抗噪性能。唐中华等借鉴迭代正则化方法，建立了利用材料内部温度场的测量结果反向计算材料热传导系数随时间和空间位置变化函数的伴随方程法，在优化过程中给目标函数设置停止准则；通过典型算例计算表明，该方法在测量噪声较小情况下能得出较为合理的逆向求解结果。Somchart Chantasiriwan通过连续函数法计算一维线性热传导问题的边界热流和边界温度，得到了与时间相关的Biot值，研究结果表明：Biot的表达式是与所测量的温度相关的非线性方程。另外，Lesnic、Kim、Park、Taler、Shen、Tseng等学者分别利用边界单元法、区域分解法、积分法、迦辽金法、有限体积法、迭代调整法、灵敏度法等方法对反向热传导问题进行了研究，计算了试样界面处随时间变化的边界热流。

热冲压技术，是将硼钢钢板（初始强度为500～600MPa）加热至奥氏体化状态（加热至850～950摄氏度，并保温5～7分钟），然后快速转移到模具中高速冲压成型，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s的冷却速度进行淬火处理，保压淬火约4～10s，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。数值模拟方法是研究硼钢热冲压工艺的一种重要手段。在利用数值模拟方法研究硼钢热冲压工艺时，需要相应的热冲压关键参数，包括硼钢的各种热物性参数、力学性能参数，接触边界参数等。其中，接触边界参数是最关键的参数之一，其准确程度直接影响温度场、应力应变场和组织场的求解精度。接触边界参数包括界面换热系数、界面温度以及界面换热系数与界面温度之间的关系。目前，已公开发表的文献和专利中，均没有涉及接触界面温度与界面换热系数之间的关系。

发明内容

本发明根据现有技术中界面温度与界面换热系数之间关系的研究现状，提供了一种用于评估热冲压过程中模具与试样之间的界面温度与界面换热系数关系的装置及方法。

本发明的技术方案是：一种用于评估热冲压过程中模具与试样之间的界面温度与界面换热系数关系的装置，包括冷却装置、试样固定装置、温度检测装置和数据处理***，所述冷却装置包括上工装和下工装，所述试样固定装置放置在上工装的上表面，所述试样固定装置靠近上工装的一侧设有温度检测装置；

所述上工装内部设有数根支撑柱，所述支撑柱之间的空腔为冷却水通道，所述冷却水通道与冷却水进口、冷却水出口分别相连；

所述试样固定装置包括保温套和位于保温套内部的试样放置区，所述保温套唯一的开口面与上工装的上表面接触；

所述温度检测装置的一端穿透保温套进入试样放置区，所述温度检测装置的安装方向与传热方向垂直，所述温度检测装置与温度采集模块相连。

优选的是，所述上工装与下工装通过紧固螺钉相连。

优选的是，所述上工装与下工装接触的下表面设有密封槽，所述密封槽内安装有密封圈。

优选的是，所述保温套由绝热保温材料缠绕多层构成；所述温度检测装置放置在温度检测装置安装孔中，所述温度检测装置为热电偶。

优选的是，所述绝热保温材料为导热系数低的耐火纤维纸，所述缠绕的厚度不小于为10mm；所述温度检测装置安装孔与上工装上表面的距离为2mm。

优选的是，所述上工装的上表面厚度为2mm，所述上工装与下工装的材质均为4Cr5MoSiV。

一种评估热冲压过程中模具与试样之间的界面温度与界面换热系数关系的方法，包括以下步骤：

①将加热装置的温度设定为要求的测试温度，向加热装置中通入保护气体，启动加热装置；

②将试样放置在保温套内，将温度检测装置穿透保温套，并固定在试样上，得到准备好的试样固定装置；

③将上工装与下工装固定在一起，得到冷却装置，并通入冷却水；

④将步骤②准备好的试样固定装置放入加热装置中，待温度达到设定温度后，继续保温30min，保证试样各处温度均匀且达到设定值；

⑤将加热好的试样固定装置从加热装置中取出，放置在绝热保温介质上，然后将温度检测装置通过数据采集模块与数据处理***相连；

⑥将试样转移到冷却装置上，采集数据10min，得到冷却曲线；

⑦根据采集到的冷却曲线，采用反向热传导技术和有限元技术对冷却曲线进行耦合求解，得到试样和冷却装置接触面的界面换热系数、试样表面温度和工装表面温度，从而得到上工装与试样接触的界面温度与界面换热系数之间的关系。

所述有限元方法与改进的一维搜索方法相结合的具体过程为：先确定换热系数所在的区间范围，再对区间范围进行缩小，确定合适的换热系数；具体步骤为：a.对每个时刻，假设一个换热系数，然后调用有限元求解程序对零件的温度场进行计算，得到计算值，b.比较计算值和热电偶测得的测量值，计算差值，根据差值调整假定的换热系数，重新进行计算，然后再比较；c.如此反复进行，直到计算值与测量值的差值达到要求的精度；在计算过程中，假定的换热系数是用改进的一维搜索方法判断其调整的方向和幅度。

优选的是，所述步骤⑦中差值的计算公式为：

$E\left(\mathrm{\&alpha;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{{(T_i-T_i^{\&prime;})}^2}\right)/N& (\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i^{\&prime;}\&GreaterEqual;0)\\ -\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{{(T_i-T_i^{\&prime;})}^2}\right)/N& (\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i^{\&prime;}<0)\end{array}\right.$

式中，E(a)为实测温度与模拟计算温度间的误差函数，α为冷却介质与试样之间的界面换热系数，N为在试样中设定的温度测试点的个数；T_i是第i步测试点的实测温度，T_i′是第i步测试点的计算温度。

优选的是，所述步骤⑦中确定换热系数所在区间范围的算法如下：

（1）取初始搜索步长αs，置换热系数初始值α₃（对于第一时间段，其值为任意值，以后各时间段为上一时间段优化得到的换热系数），调用温度场及组织场模拟程序，并按（4-2）式计算模拟温度场与计算温度场的误差E₃＝E(α₃)，并置kk＝0。

（2）置换热系数α＝α₃+αs，调用温度场及组织场模拟程序，并按（4-2）式计算模拟温度场与计算温度场的误差E＝E(α)，并置kk＝kk+1。

（3）如果E*E₃＞0，则比较E和E₃的大小。如果|E|＜|E₃|，则置αs＝2.0*αs，α₃＝α，E₃＝E，转到第（2）步；如果|E|＞|E₃|，则置αs＝-αs，并转到第（2）步；如果|E|＝|E₃|，则转到第（5）步。

（4）如果E*E₃≤0，则转到第（5）步。

（5）置α_l＝min{α,α₃}，α_r＝max{α,α₃}，E_l＝min{E,E₃}，E_r＝min{E,E₃}

（6）置调用温度场及组织场模拟程序，并按（4-2）式计算模拟温度场与计算温度场的误差E＝E(α)。如果E*E₃＞0，则置E_l＝E，α_l＝α，kk＝kk-1；否则置E_r＝E，α_r＝α，kk＝kk-1。

（7）如果kk＞1，则转到第（6）步；否则，停止计算，搜索区间确定为[α_l,α_r]。

优选的是，所述步骤⑦中确定合适的换热系数的算法为：

（1）设由改进的进退法确定的搜索区间为[a,b]，置精度要求ε，分别计算左右试探点

β_l＝a+(1-τ)(b-a)，β_r＝a+τ(b-a)

其中 $\mathrm{\&tau;}=(\sqrt{5}-1)/2.0,$ 及相应的函数值

φ_l＝E(β_l)，φ_r＝E(β_r)；

（2）如果φ_l＜φ_r，则置

b＝β_r，β_r＝β_l，φ_r＝φ_l

并计算

β_l＝a+(1-τ)(b-a)

φ_l＝E(β_l)

否则置

a＝β_l，β_l＝β_r，φ_l＝φ_r

并计算

β_r＝a+τ(b-a)，φ_r＝E(β_r)；

（3）若|b-a|≤ε，进行如下处理：如果φ_l＜φ_r，则置μ＝β_l，否则置μ＝β_r，把μ做为极小点，停止计算；如果|b-a|＞ε，则转到第（2）步。

优选的是，所述温度检测装置的安装方向与传热方向垂直，所述温度检测装置放置在温度检测装置安装孔中，所述温度检测装置为热电偶。

优选的是，所述保温套由绝热保温材料缠绕多层构成；所述绝热保温材料为导热系数低的耐火纤维纸。

优选的是，所述加热装置加热的温度区间为300-1000℃。

本发明的有益效果是：

（1）提供了一种用于评估热冲压过程中模具与试样接触面的界面温度与界面换热系数之间的装置及方法，为界面系数的测试提供了相应的理论基础；

（2）将温度检测装置的安装方向设置为与传热方向垂直，保证没温点的准确性，并消除了热电偶安装孔对于试样温度场分布的影响，保证了本装置实验结果的准确性；

（3）冷却装置由上工装和下工装固定连接而成，其中上工装的表面厚度仅为2mm，降低了工装材料本身热物性参数的变化对温度场计算精度的影响；

（4）上工装内设置有数个支撑柱，保证了上工装与试样接触界面的平整性，进一步确保了模具与试样的良好接触；

（5）上工装与下工装接触的表面设置密封槽，并在密封槽内安装密封圈，进一步对工装进行了密封，防止冷却水的渗漏。

（6）所述试样固定装置为由绝热保温材料制备得到的保温套，所述保温套唯一的开口面与上工装的上表面接触，保证了测试过程中试样的热量均通过试样与工装的接触面进行传递。

附图说明

图1为本发明中评估装置的结构示意图；

图2为评估装置中冷却装置的结构示意图；

图3为冷却装置中的上工装的主视图；

图4为上工装沿A-A面的剖视图；

图5为本发明中评估方法采集到的冷却曲线；

图6为构建的有限元模型；

图7为耦合分析的流程图；

图8为冷却工装表面温度的变化；

图9为界面处的温度和换热系数；

其中：1、冷却水进口，2、试样放置区，3、保温套，4、冷却水出口，5、温度检测装置，6、温度采集模块，7、电源，8、密封圈，9、支撑柱，10、下工装，11、上工装，13、密封槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

一种用于评估热冲压过程中模具表面温度与界面换热系数关系的装置，包括冷却装置、试样固定装置和温度检测装置。所述冷却装置包括上工装11和下工装10，所述上工装11与下工装10通过紧固螺钉相连，所述上工装11与下工装10接触的下表面设有密封槽13，所述密封槽13内安装有密封圈8，通过密封圈8的压缩变形对冷却装置进行密封，防止冷却水渗漏。所述上工装11的表面厚度2mm，降低了工装材料热物性参数的变化对温度场计算精度的影响；保证上工装11表面在试验过程中的平整性，确保试样下表面与上工装11表面接触良好。所述上工装11内部设有对上工装11表面起支撑作用的数根支撑柱9，所述支撑柱9之间的空腔为冷却水通道，所述冷却水通道与冷却水进口1、冷却水出口4分别相连；冷却水入口1与提供冷却水的水泵相连接；冷却水出口4与冷却水箱连接。

所述试样固定装置包括保温套3和位于保温套3内部的试样放置区2，所述保温套3唯一的开口面与上工装11的上表面接触；所述试样固定装置靠近上工装11的一侧设有温度检测装置5，所述温度检测装置5的一端穿透保温套3进入试样放置区2；所述温度检测装置5为热电偶，放置在温度检测装置安装孔中，与温度采集模块6相连，所述温度采集模块6与电源7相连。所述温度检测装置5的安装方向与传热方向垂直，保证了没温点的准确性，并消除了温度检测装置安装孔对于试样温度场分布的影响。所述保温套3由绝热保温材料缠绕多层构成；所述绝热保温材料为导热系数低的耐火纤维纸，所述缠绕的厚度为10mm。试样的顶面和侧面被保温套3包裹，在测试过程中，保证试样的热量均通过试样2与工装的接触面进行传递。

一种评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的方法，包括以下步骤：

①将加热装置的温度设定为550℃，向加热装置中通入保护气体氮气，启动加热装置；

②将试样放置在保温套内，将温度检测装置穿透保温套，并沿传热方向垂直的方向固定在试样上，得到准备好的试样固定装置；

③将上工装与下工装固定在一起，得到冷却装置，并通入冷却水；

④将步骤②准备好的试样固定装置放入加热装置中，待温度达到设定温度后，继续保温30min，保证试样各处温度均匀且达到设定值；

⑤将加热好的试样固定装置从加热装置中取出，放置在绝热保温介质上，然后将温度检测装置通过数据采集模块与数据处理***相连；

⑥将试样转移到冷却装置上，采集数据10min，得到冷却曲线；

⑦根据采集到的冷却曲线，采用有限元技术与改进的一维搜索法相结合，对冷却曲线进行耦合求解，构建得到有限元模型（图6）；所述上工装的上表面B1与试样接触，所述上工装的下表面B2与冷却水接触，耦合求解得到B1和B2处的温度变化曲线（图8），进一步计算得到的界面B1处试样的表面温度变化及界面换热系数（图9），从而得到上工装与试样接触的界面温度与界面换热系数之间的关系。

所述有限元方法与改进的一维搜索方法相结合的具体过程为：先确定换热系数所在的区间范围，再对区间范围进行缩小，确定合适的换热系数；具体步骤为：a.对每个时刻，假设一个换热系数，然后调用有限元求解程序对零件的温度场进行计算，得到计算值，b.比较计算值和热电偶测得的测量值，计算差值，根据差值调整假定的换热系数，重新进行计算，然后再比较；c.如此反复进行，直到计算值与测量值的差值达到要求的精度；在计算过程中，假定的换热系数是用改进的一维搜索方法判断其调整的方向和幅度。

所述差值的计算公式为：

$E\left(\mathrm{\&alpha;}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{{(T_i-T_i^{\&prime;})}^2}\right)/N& (\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i^{\&prime;}\&GreaterEqual;0)\\ -\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{{(T_i-T_i^{\&prime;})}^2}\right)/N& (\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_i^{\&prime;}<0)\end{array}\right.$

式中，E(a)为实测温度与模拟计算温度间的误差函数，α为冷却介质与试样之间的界面换热系数，N为在试样中设定的温度测试点的个数；T_i是第i步测试点的实测温度，T_i′是第i步测试点的计算温度。

所述确定换热系数所在区间范围的算法如下：

（1）取初始搜索步长αs，置换热系数初始值α₃（对于第一时间段，其值为任意值，以后各时间段为上一时间段优化得到的换热系数），调用温度场及组织场模拟程序，并按（4-2）式计算模拟温度场与计算温度场的误差E₃＝E(α₃)，并置kk＝0。

（2）置换热系数α＝α₃+αs，调用温度场及组织场模拟程序，并按（4-2）式计算模拟温度场与计算温度场的误差E＝E(α)，并置kk＝kk+1。

（3）如果E*E₃＞0，则比较E和E₃的大小。如果|E|＜|E₃|，则置αs＝2.0*αs，α₃＝α，E₃＝E，转到第（2）步；如果|E|＞|E₃|，则置αs＝-αs，并转到第（2）步；如果|E|＝|E₃|，则转到第（5）步。

（4）如果E*E₃≤0，则转到第（5）步。

（5）置α_l＝min{α,α₃}，α_r＝max{α,α₃}，E_l＝min{E,E₃}，E_r＝min{E,E₃}

（6）置调用温度场及组织场模拟程序，并按（4-2）式计算模拟温度场与计算温度场的误差E＝E(α)。如果E*E₃＞0，则置E_l＝E，α_l＝α，kk＝kk-1；否则置E_r＝E，α_r＝α，kk＝kk-1。

（7）如果kk＞1，则转到第（6）步；否则，停止计算，搜索区间确定为[α_l,α_r]。

所述确定合适的换热系数的算法为：

（1）设由改进的进退法确定的搜索区间为[a,b]，置精度要求ε，分别计算左右试探点

β_l＝a+(1-τ)(b-a)，β_r＝a+τ(b-a)

其中 $\mathrm{\&tau;}=(\sqrt{5}-1)/2.0,$ 及相应的函数值

φ_l＝E(β_l)，φ_r＝E(β_r)；

（2）如果φ_l＜φ_r，则置

b＝β_r，β_r＝β_l，φ_r＝φ_l

并计算

β_l＝a+(1-τ)(b-a)

φ_l＝E(β_l)

否则置

a＝β_l，β_l＝β_r，φ_l＝φ_r

并计算

β_r＝a+τ(b-a)，φ_r＝E(β_r)；

（3）若|b-a|≤ε，进行如下处理：如果φ_l＜φ_r，则置μ＝β_l，否则置μ＝β_r，把μ做为极小点，停止计算；如果|b-a|＞ε，则转到第（2）步。

Claims (10)

1.一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：包括冷却装置、试样固定装置、温度检测装置，所述冷却装置包括上工装(11)和下工装(10)，所述试样固定装置放置在上工装(11)的上表面，所述试样固定装置靠近上工装(11)的一侧设有温度检测装置(5)；

所述上工装内部设有数根支撑柱(9)，所述支撑柱(9)之间的空腔为冷却水通道，所述冷却水通道与冷却水进口(1)、冷却水出口(4)分别相连；

所述试样固定装置包括保温套(3)和位于保温套(3)内部的试样放置区(2)，所述保温套(3)唯一的开口面与上工装(11)的上表面接触；

所述温度检测装置(5)的一端穿透保温套(3)进入试样放置区(2)，所述温度检测装置(5)的安装方向与传热方向垂直，所述温度检测装置(5)与温度采集模块(6)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：所述上工装(11)与下工装(10)通过紧固螺钉相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：所述上工装(11)与下工装(10)接触的下表面设有密封槽(13)，所述密封槽(13)内安装有密封圈(8)。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：所述保温套(3)由绝热保温材料缠绕多层构成；所述温度检测装置(5)放置在温度检测装置安装孔中，所述温度检测装置(5)为热电偶。

5.根据权利要求4所述的一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：所述绝热保温材料为导热系数低的耐火纤维纸，所述缠绕的厚度不小于10mm；所述温度检测装置安装孔与上工装(11)上表面的距离为2mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：所述上工装(11)的上表面厚度为2mm，所述上工装(11)与下工装(10)的材质均为4Cr5MoSiV。

7.根据权利要求1所述的一种用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置，其特征在于：还包括数据处理***，所述数据处理***包括温度采集模块、冷却曲线数据库、逆向求解软件和界面换热系数数据库。

8.采用权利要求1所述的用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置的评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将加热装置的温度设定为要求的测试温度，向加热装置中通入保护气体，启动加热装置；

②将试样放置在保温套内，将温度检测装置穿透保温套，并固定在试样上，得到准备好的试样固定装置；

③将上工装与下工装固定在一起，得到冷却装置，并通入冷却水；

④将步骤②准备好的试样固定装置放入加热装置中，待温度达到设定温度后，继续保温30min，保证试样各处温度均匀且达到设定值；

⑤将加热好的试样固定装置从加热装置中取出，放置在绝热保温介质上，然后将温度检测装置通过温度采集模块与数据处理***相连；

⑥将试样转移到冷却装置上，采集数据10min，得到冷却曲线；

⑦根据采集到的冷却曲线，采用有限元技术和改进的一维搜索法相结合，进行耦合求解，得到试样和冷却装置接触面的界面换热系数、试样表面温度和工装表面温度，从而得到上工装与试样接触的界面温度与界面换热系数之间的关系；所述有限元技术与改进的一维搜索方法相结合的具体过程为：先确定换热系数所在的区间范围，再对区间范围进行缩小，确定合适的换热系数；具体步骤为：a.对每个时刻，假设一个换热系数，然后调用有限元求解程序对零件的温度场进行计算，得到计算值，b.比较计算值和热电偶测得的测量值的差值，计算误差，根据误差情况，调整假定的换热系数，重新进行计算，然后再比较；c.如此反复进行，直到计算值与测量值的误差达到要求的精度；在计算过程中，假定的换热系数是用改进的一维搜索方法判断其调整的方向和幅度。

9.根据权利要求8所述的采用权利要求1所述的用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置的评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的方法，其特征在于：所述温度检测装置(5)的安装方向与传热方向垂直，所述温度检测装置(5)放置在温度检测装置安装孔中，所述温度检测装置(5)为热电偶。

10.根据权利要求8所述的采用权利要求1所述的用于评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的装置的评估热冲压过程中模具与试样的界面温度与界面换热系数关系的方法，其特征在于：所述保温套(3)由绝热保温材料缠绕多层构成；所述绝热保温材料为导热系数低的耐火纤维纸。