基于轴对称模型的摩擦副热弹性特性研究

摩擦副的热弹性特性直接影响液黏传动的工作性能和可靠性。为了研究软启动过程中温度变化和外界约束对摩擦副热弹性特性的影响,建立了摩擦副瞬态热传导和热弹性轴对称模型,综合考虑热应力和机械应力,采用间接耦合有限元数值分析方法预测对偶钢片温度场、应力场和位移场的分布规律,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。结果表明:热负荷特性直接影响应力的分布,是导致热失效的关键因素。当应力超过材料的屈服强度时,钢片会发生翘曲变形。周向应力是最主要的应力分量,可作为判断对偶钢片是否发生热失效的重要依据。轴对称模型能够简化计算,同时不影响计算结果的准确性。研究结果为液黏传动摩擦副的设计和提高使用性能提供了一定的理论参考依据。     

液黏调速离合器摩擦副润滑油道设计及特性分析

为了使液黏调速离合器摩擦副间隙尽可能地均匀分布,满足工作性能和散热要求。基于不可压缩流体控制方程和Shear Stress Transport（SST）湍流模型,建立了两种油道结构的三维流场模型,应用ANSYS CFX对润滑油道的流场进行数值模拟计算,研究了油道结构对摩擦副入口处油压和流速分布的影响。结果表明：润滑油道结构对摩擦副入口压力和流速影响比较明显,改进后的油道结构压力损失较小且喷油孔的油压和流速分布比较均匀,有助于摩擦片和对偶钢片间隙的均匀分布,能更好地满足液黏传递转矩和散热的要求。     

ZJ70型钻机液压刹车盘的热-机耦合仿真

为了研究ZJ70型钻机液压刹车盘温度场对应力场的影响,建立了刹车盘在制动过程中的热-机耦合仿真模型。通过对不同温度场下刹车盘进行数值仿真,得到了温度和应力分布;以固定参考点的方式分析了温度、应力及接触压力受温度场的影响情况、随时间的变化情况及云图分布规律。研究结果表明:刹车盘摩擦表面径向温度场梯度比周向温度场梯度大,且整个摩擦面的中部温度值最高;刹车盘摩擦表面轴向应力很小,周向应力大于径向应力,且在摩擦表面以压应力为主;摩擦表面最大接触压力分布在径向的中部,与温度场的变化规律相同。仿真结果为刹车盘优化设计提供了依据和参考。     

带式输送机的盘式制动器瞬态温度场分析

针对带式输送机中盘式制动器因摩擦生热导致的制动性能降低问题,进行了摩擦副之间的瞬态温度场分析,并提出了制动盘的结构优化方案。基于COMSOL的热力耦合方法,对制动器的瞬态温度场进行了计算,得到了摩擦副的最高温度与径向温度分布。通过对带式输送机单次制动过程的100s模拟,得出了摩擦副的产热与散热特性。通过对制动盘轴向尺寸的优化,将制动器瞬时最高温度降低了35%。     

液黏软启动摩擦副的理论分析与设计

介绍了液体黏性传动的机理和液黏软启动的工作原理,分析了液黏软启动在调速工况和同步工况下的转矩传动情况。对液黏软启动摩擦副的设计方法进行了理论研究,得到了摩擦副材料、表面油槽、摩擦片尺寸及数量的设计方法及基本公式。     

液黏传动摩擦副油液速度场分析

液黏传动在重型带式输送机上应用广泛。合理选择摩擦副油槽形状有利于排屑和排热。利用流体力学理论,对液黏摩擦副油液的速度场进行分析,得到合理的结论。     

软启动油膜温度场的分析方法

通过分析摩擦片间的油膜运动方程和油膜的温度场偏微分方程,并考虑黏温特性的影响,推导出启动过程或调速阶段温度的计算公式。利用MTLAB软件进行编程绘图分析温度场,并且应用该温度计算公式进一步推导出了在变黏度条件下油膜的扭矩偏微分方程计算公式,为研究液黏软启动的调速性能和摩擦功耗提供借鉴。     

软启动油膜温度场的分析方法

通过分析摩擦片间的油膜运动方程和油膜的温度场偏微分方程,并考虑黏温特性的影响,推导出启动过程或调速阶段温度的计算公式。利用MTLAB软件进行编程绘图分析温度场,并且应用该温度计算公式进一步推导出了在变黏度条件下油膜的扭矩偏微分方程计算公式,为研究液黏软启动的调速性能和摩擦功耗提供借鉴。     

多盘式磁流变液离合器内温度场特性研究

设计了多盘式磁流变液离合器的结构,其能传递较大功率。基于热传导理论,采用有限元方法对多盘式磁流变液离合器内部温度场进行了研究。结果表明,滑差功率较小时,磁流变液离合器整体温度分布较为均匀。温度最低点出现在轴端,最高点出现在传动圆盘内外径之间,此时该装置能够长时间运行;滑差功率较大时,磁流变液内部温度随时间增加呈上升趋势。     

湿式离合器中摩擦片油槽间距对表面温升和应力的影响

针对软启动器中湿式离合器摩擦片的失效问题,建立摩擦副混合摩擦阶段热结构耦合物理模型,利用有限元方法对带有同心圆式油槽的摩擦片在混合摩擦过程中的温度场以及应力场进行分析。在相同工况下对比分析不同油槽间距对摩擦片温度场以及应力场的影响,研究发现,随着油槽间距的增加,摩擦片的最大表面温度降低,摩擦片的最大应力值降低。研究结果对湿式离合器中摩擦片的油槽设计具有十分重要的作用。     

旋转对称圆盘间油膜传动的理论分析及数值模拟

以旋转微缝隙内的工作油流场为研究对象,理论分析了工作油的流动特性,并运用ANSYS FLUENT软件进行三维数值模拟,得到了流场内压力分布、速度分布、温度分布及剪应力分布图,模拟结果对液黏调速离合器的运行及结构优化设计具有一定的指导作用。     

基于FLUENT的机械密封温度场影响因素对比分析

通过FLUENT软件对机械密封摩擦副及腔内温度场进行数值模拟计算,可以非常直观地了解机械密封摩擦副及腔内的温度分布情况,找出其影响因素,并通过改变机械密封的转子转速、冲洗液压力和冲洗液温度,使用N-S方程分析其对两种不同机械密封(接触式机械密封与非接触式机械密封)摩擦副及腔内温度场的影响,从而为机械密封的设计和优化提供可靠的依据。     

离合器摩擦片温度场的有限元分析

通过对摩擦离合器接合过程特点的分析,基于试验数据,得出了一种对离合器摩擦片温度场进行分析的有限元方法,能精确地计算出摩擦片的径向和轴向的二维温度场,对离合器设计具有更好的指导作用。     

带式输送机中盘式制动器能量传递的研究

基于制动过程能量传递的研究,分析了盘式制动器制动过程能量的转换,摩擦热量的产生机理以及在制动器中的传递与耗散,对摩擦界面间的传递规律进行了研究,同时分析了制动温度场计算的热物理特性,指出制动器摩擦副的温度分布规律,从而为建立制动器温度场提供了分析模型。     

闸瓦摩擦特性对制动器温度/应力的影响

为获得闸瓦摩擦特性在紧急制动过程中对制动器温度场/应力场的影响,针对超深矿井提升机制动系统,提出了紧急制动过程中制动器温度场/应力场的理论计算方法。并以此为基础,再运用有限元的方法建立了紧急制动过程中制动器的热-结构直接耦合模型,得到了闸瓦不同摩擦特性下紧急制动过程中制动副的温度场和应力场的大小与分布规律。     

矿井提升机摩擦衬垫的温度特性研究

通过对摩擦式提升机钢丝绳与衬垫之间相对运动的分析,探讨了钢丝绳与衬垫之间摩擦热的生成机理。使用ANSYS有限元分析软件对衬垫的温度场分布进行了模拟,取多个新型衬垫试样在摩擦衬垫试验机上进行测试,得到了衬垫表面和内部摩擦热而引起的温度变化情况,为进一步研究摩擦衬垫温度的控制提供了理论依据。     

矿用机车离合器摩擦片接合过程热分析

在摩擦离合器接合过程动力学分析的基础上,建立了摩擦片热分析数学模型,并利用MATLAB对摩擦片温度场进行了仿真分析。结果显示摩擦片表面温度随着时间成正比例增长,温升值随着摩擦片半径大小呈线性分布,并与外部载荷有关。该分析为摩擦离合器热变形分析提供了一定的理论依据。     

千米深井提升机盘式制动器闸瓦可靠性分析

针对千米深井提升机紧急制动工况,对盘式制动器闸瓦可靠性进行了研究。首先,结合热传导理论建立了制动盘-闸瓦摩擦副有限元模型,仿真得到闸瓦所受应力,并分析了不同制动初速度对摩擦副温度以及热应力的影响;其次,采用拉丁超立方抽样方法进行了试验设计并得到随机试验数据;然后,利用Kriging模型建立了随机变量与闸瓦应力之间的函数关系;最后,结合鞍点逼近方法进行了可靠性评估,得到闸瓦的失效概率。     

液黏传动纯油膜剪切阶段转速稳定性研究

为了判断液黏传动纯油膜剪切阶段的转速稳定性,首先分析了摩擦副纯油膜剪切阶段的特点和稳定状态,用油膜厚度稳定性表征转速和转矩稳定性,对摩擦副进行了详细的受力分析,应用相平面分析法对摩擦副的油膜厚度稳定性进行了研究。结果表明,纯油膜剪切阶段摩擦副间有相等的油膜厚度,在平衡状态下有较好的油膜厚度稳定性和转速稳定性。因此,应用相平面分析法,利用李雅普诺夫判据可以对液黏传动比例压力控制条件下纯油膜剪切阶段的转速稳定性进行分析。     

基于虚拟样机技术的液黏调速离合器动态输出特性研究

液体黏性调速离合器主要应用于矿山的带式输送机上,同时在大功率风机、水泵的调速节能方面也有着广泛的应用。运用虚拟样机技术对液黏调速离合器的传动部分进行动态仿真,建立了离合器的动力学模型,模拟了液黏调速离合器的启动过程,并分析了不同因素对动态输出特性的影响。