考虑摩擦副接触应力场和冷却流场的湿式离合器温度场分析

温度对湿式离合器摩擦副的摩擦特性和热失效具有重要影响。为了获取湿式离合器温度场的分布规律,建立摩擦副接触应力分布有限元模型和摩擦片沟槽内冷却流场数值计算模型,获得了摩擦副接触应力随离合器接合油压的变化规律和冷却流场对流换热随离合器转速的变化规律。在此基础上,提出考虑离合器摩擦副接触应力分布时变特性和冷却流场分布时变特性的离合器温度场数值计算模型。将所建温度场模型的仿真结果与试验结果作对比,验证了所建温度场模型的正确性。通过计算获得了湿式离合器接合过程中不同钢片在半径和厚度方向的温度分布规律,揭示了摩擦副接触应力场和摩擦片沟槽内冷却流场对离合器温度场的影响规律。结果表明,在离合器摩擦副半径方向上,摩擦副的温度分布规律与接触应力分布规律相一致。而摩擦片沟槽内冷却流场的对流换热主要影响离合器同步阶段的温度分布。     

多片离合器早期故障生成机理及振动诊断方法

利用热弹性不稳定理论,建立离合器摩擦副热弹耦合模型,获得了由热点集聚导致摩擦片发生局部变形的基本过程。依据该过程,提出以观测摩擦片局部变形来反映离合器早期故障的思路。基于该思路,建立多片离合器动力学仿真模型,获得了当摩擦副上存在微小变形时系统的动力学特性。根据该特性的振动学特征,并利用传动系统高频段干扰噪声较轻的特点,通过换挡时刻前后高频段频谱的差异性分析,提出一种基于振动信号分析的多片离合器早期故障诊断新方法。试验结果表明,该方法能够提取出由摩擦副上局部变形产生的冲击振动,可望用于多片离合器早期故障诊断的工程实践中。     

硅油风扇离合器转矩传递的数值计算研究

为探究硅油离合器迷宫槽传递转矩的数值模拟方法,根据某型号离合器内部结构尺寸,建立了迷宫槽摩擦副的有限元周期模型,进行了相关仿真计算,并将仿真结果与理论、试验结果进行了对比。结果表明:仿真计算传递的转矩与理论值接近,仿真计算的输入转矩与试验结果的输入转矩基本一致,验证了模型的正确性。此数值仿真模型对于硅油风扇离合器转矩计算具有一定的参考价值,可以为硅油离合器结构设计提供一定指导。     

基于双参数的离合器摩擦元件损伤阈值制定

摩擦热负荷与磨损是湿式离合器摩擦副损伤失效的2个重要因素,两者与工况参数都有着较为复杂的映射关系且相互作用.基于有限元模拟和离合器台架试验,运用3σ准则计算摩擦元件屈曲变形的临界径向温差,利用实验数据拟合与插值得出临界磨损率;通过BP神经网络训练得出双参数耦合作用的损伤阈值模型,并通过试验验证模型的有效性和准确性.研究...     

湿式离合器热流固耦合温度场及应力场分析

为深入研究湿式离合器接合过程温度场和应力场分布规律,针对摩擦副与润滑油对流换热,充分考虑其温度场、变形场和流场之间的相互作用,基于能量守恒定律和摩擦副动态接合过程工作机理,建立摩擦副热流固耦合数学模型,运用Abaqus与STAR-CCM+协同仿真,建立湿式离合器摩擦副三维热流固耦合有限元模型,并将该模型仿真结果与热机耦合仿真结果对比分析.结果表明:所建立的热流固耦合模型使摩擦副接触面温度和应力显著降低,径向温度梯度和应力梯度减小,流体-固体耦合表面温度场分布与摩擦副类似,流体出口温度上升.     

湿式双离合器摩擦副瞬态温度场特性仿真

针对湿式双离合器摩擦副热失效问题,以对偶钢片为研究对象,开展了离合器摩擦副瞬态温度场特性的仿真研究。依据摩擦副热学模型,计算片间热流密度及对流换热系数。建立对偶钢片有限元模型,以片间热流分配、摩擦副热传导及对流换热为基础建立边界条件,利用ANSYS进行有限元仿真,研究了起步工况以及不同运行参数下对偶钢片瞬态温度场分布。研究结果表明:滑摩过程中钢片上各点的温度随径向距离增加而上升,高温部分集中于外半径处,但在最大半径处有所下降。     

湿式摩擦副滑摩过程摩擦热计算

针对湿式离合器摩擦副的结构特点,研究离合器摩擦副表面粗糙接触情况,改进平均流量模型,建立修正的雷诺方程用于计算滑摩过程中油膜压力和油膜厚度的变化规律。采用Greenwood-Tripp接触模型,建立摩擦副摩擦热方程,模拟湿式摩擦副在滑摩过程中油膜厚度、相对滑摩转速、接合油压以及摩擦转矩变化规律,对摩擦副滑摩过程中微凸体和油膜剪切作用产生的摩擦热进行分析,得到它们径向呈线性和抛物线的分布规律,讨论接合油压和相对滑摩转速对微凸体和油膜剪切作用产生摩擦热的影响,并通过钢片的温度场实验对模拟结果加以验证。研究表明:接合油压越大,单位时间内微凸体和油膜剪切作用产生的摩擦热越大,单位时间产生摩擦热峰值的时间越提前;相对转速差越大,微凸体在滑摩过程中单位时间产生的摩擦热越大,油膜则与之相反,且相对转速的变化对单位时间产生摩擦热峰值的时间无影响。     

船用气胎摩擦离合器气胎刚度仿真

在船用气胎摩擦离合器的动力学模拟仿真中,气胎的非线性模型的建立是仿真过程中的主要难点。应用Abaqus对离合器的气胎进行三维有限元模型的建立,充分考虑了气胎模型的几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等因素,模拟了气胎充气的过程,建立了摩擦离合器气胎的三维非线性有限元模型。利用此模型输出模态中性(mnf)文件,并将其导入动力学分析软件ADAMS中。在两个软件中分别测试气胎的轴向、径向以及周向刚度,同时与气胎的实际刚度进行对比验证,说明仿真结果的可靠性。此研究可为船用气胎摩擦离合器的接合动态仿真以及运行噪声的研究工作打下基础。     

基于分形理论的重载湿式离合器接合特性研究

为了进一步提高和改善重载湿式离合器在使用过程的接合特性,结合分形几何理论建立重载湿式离合器接合特性计算模型,最后通过理论与试验手段获得重载湿式离合器摩擦副接触区域微凸体接触面积、分形维数及轮廓幅值尺度因素等对接合摩擦力的影响规律及湿式离合器摩擦温升变化规律。分析结果表明,不考虑微凸体作用分形维数与实际接触面积的增加,将会使湿式离合器摩擦力增加;考虑微凸体作用分形维数与实际接触面积的增加,将会使湿式离合器摩擦力降低;对于摩擦副接触面幅值尺度因素,随着其降低,将会导致各工况下摩擦力与最大温升变化幅值上升;通过试验验证,分形理论下理论计算结果与试验测定结果基本吻合。     

考虑表面粗糙度的湿式离合器啮合过程分析

湿式离合器在实际啮合过程中,离合器摩擦片高速运转,摩擦副接触为2个随机粗糙表面的接触,因此分析离合器啮合过程必须考虑摩擦片惯性及摩擦副表面粗糙度的影响.采用Greenwood-Tripp两粗糙表面接触模型,并考虑惯性的影响,对主动盘下表面有摩擦材料的湿式离合器的啮合过程进行分析,建立基于Patir-Cheng平均流量模型的研究模型,推导出摩擦副的润滑控制方程,并进行求解.理论计算得出的啮合转矩变化与实验结果相吻合,验证了理论分析的正确性.     

Thermoelastic Analysis of Grooved Friction Clutches Using Finite Element Method

High temperatures appear on friction clutch surfaces due to the heat generated between the contacting surfaces during the slipping period. In some cases the maximum temperatures will exceed the allowable working temperature; friction clutches will fail rapidly when working under these conditions for a long time. Therefore, it is necessary to study the effect of design parameters (e.g., grooves) on the thermoelastic behavior of friction clutches to avoid these kinds of failures or at least increase the lifetime of friction clutch. A finite element method will be used to investigate the effect of the circumferential groove on the thermoelastic behavior of a single-disc clutch during a sliding phase. Axisymmetric models have been developed in this analysis to simulate the dry clutch systems during the sliding period. The effect of the groove area ratio G.R (defined as the groove area divided by the nominal contact area) on thermal and elastic behaviors is investigated. The results showed that the groove size has a significant effect on the magnitude and distribution of contact pressure, temperature field and heat generated along the frictional surfaces.     

湿式换挡离合器摩擦片磨损量计算方法的研究

介绍了综合传动湿式换挡离合器的工作原理,通过分析离合器结合分离过程的油压和滑摩转速变化规律,拟合出离合器工作油压与转速的特性方程,建立了离合器摩擦片磨损量计算模型。依据离合器摩擦副磨损试验结果,确定了油压、滑摩转速影响指数与结合次数的关系。利用组建的综合传动湿式换挡离合器磨损量测试试验系统,进行了18 000次离合器换挡试验。试验结果表明,湿式换挡离合器磨损量可以表示为工作油压与滑摩转速的函数。     

柴油机滑动轴承热流体动力润滑仿真研究

根据径向滑动轴承热流体动力润滑理论,基于JFO理论提出的质量守恒边界条件,建立同时包含油膜完整区和空 穴压力变化的单缸柴油机滑动轴承热流体动力润滑模型,采用有限差分法求解模型方程,仿真分析滑动轴承的油膜厚度、油膜压力、润滑油流量和温度等参数对润滑性能的影响,分析内燃机滑动轴承润滑特性,为轴承润滑可靠性设计提供一定的理论依据.     

湿式摩擦副滑摩过程温度场分析及实验验证

湿式摩擦副滑摩过程温度场与应力场相互耦合作用,温度场分布受到多种因素影响,其中压力、旋转速度、润滑流量作为湿式摩擦副工作参数对其温度场的影响尤为显著。在理论分析基础上,采用有限元数值模拟分析与实验研究相结合的方法,对摩擦界面温度场时空分布特性进行研究,同时研究界面温度场在摩擦副工作压力、相对转速和润滑流量作用下的变化规律。研究表明:在对偶钢片和摩擦片近外径侧更易出现高温和应力集中区,且对偶钢片相对于摩擦片更易出现温度和应力分布不均匀情况;温度场中高温集中区与应力场中应力集中区相对应,最大温度随着压力增加、相对转速增大、润滑流量减少而显著上升,该结果得到试验结果的验证。     

汽车离合器虚拟仿真及测试

为了实现对汽车离合器的虚拟仿真测试,以及为离合器产品的全生命周期设计和评估提供支持,从而缩短开发周期,对汽车离合器的起步和换档工作过程进行了分析,并在此基础上建立了离合器数字化仿真模型,通过该模型,对汽车离合器起步阶段及行驶过程进行了动态虚拟测试。研究结果表明,得到的仿真测试数据可为汽车离合器的整体优化设计提供重要的参考依据。     

基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制

针对离合器控制系统中存在的非线性、外部干扰和参数不确定问题,提出了基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制方法。考虑系统参数的不确定性和外界干扰等不确定因素,建立了单个离合器起步动力学模型;基于微分几何的反馈线性化方法,得出系统的控制律;采用基于趋近律的滑模控制方法,设计了存在不确定干扰的离合器控制系统滑模控制器。利用Lyapunov理论对系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明该控制器使离合器接合过程的速度跟踪精度高,且鲁棒性好。     

AT用湿式离合器控制回路状态在线预估模型的建立

湿式离合器控制是自动变速器换挡过程控制的关键,有效的离合器状态信息有助于离合器的精确控制。通过有限元仿真建立离合器控制执行机构预估模型,提出了基于预估模型在线预测离合器状态的方法。通过模型在微控制器运算结果与台架试验结果进行对比表明该模型能够在线运行并有效地预估离合器压力和流量状态。     

离合器齿毂总成试验与焊接强度研究

对离合器齿毂总成试件进行焊接强度台架试验,得到离合器齿毂总成试件的破坏形式、焊缝处焊接极限强度.建立离合器齿毂总成有限元模型,并进行焊接强度仿真模拟分析.通过台架试验与仿真实验结果的对比,两者比较接近,验证了有限元仿真模型的有效性,为以后离合器齿毂的研发提供了参考.